论文摘要：复合材料层合板雷击损伤及剩余强度数值模拟

由于具有高比强度、高比模量等众多优异性能，复合材料在飞机上的应用越来越广泛。飞机在飞行过程中经常遭受雷击，而复合材料相比常规金属材料导电性能差，遭受雷击时受到的损伤更为严重，因此研究复合材料雷击损伤及其剩余强度对于改进复合材料结构设计以及保证飞机飞行安全具有重要意义。

本文建立了复合材料层合板雷击损伤三维有限元模型。通过有限元软件ABAQUS中的热电耦合分析模块计算了主要考虑雷击热效应的层合板雷击损伤。与试验对比表明，数值模拟计算结果能较准确计算层合板雷击损伤面积和损伤深度。利用用户子程序USDFLD将雷击损伤计算结果引入到复合材料层合板雷击剩余强度模型中，计算了含雷击损伤复合材料层合板的剩余强度。计算表明雷击损伤对复合材料层合板的剩余强度有较大影响，而对层合板的刚度影响不大。

通过数值计算研究了复合材料层合板雷击损伤及剩余强度的影响因素。结果表明：雷击电流对复合材料层合板雷击损伤有较大影响；而雷击损伤状况特别是损伤表面积同层合板剩余强度有密切关系。并在此基础上给出了减小雷击造成复合材料层合板损伤的结构设计意见。

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