复合材料低速冲击损伤过程复杂,并易造成相应结构的力学性能严重退化。另一方面,由于装配或功能方面的要求,复合材料主承力结构需要开设不同类型的孔口,孔口周边的应力集中会进一步影响冲击下整体结构的动力学性能和损伤扩展。针对冲击和开孔这两个设计时需要考虑的危险因素,本项目拟建立含孔层合板低速冲击下的动力学响应模型,并基于此开展开孔参数对冲击损伤的影响及机理研究。具体内容包括以面外低速冲击和面内拉/压为力边界条件,借助复变函数映射原理和hertz接触力模型,基于各向异性弹性力学剪切变形理论,建立含孔层合板位移控制方程和复杂边界下瞬态三向应力应变状态方程,并进行逐渐损伤数值分析和模型的试验验证。本项目的研究旨在揭示开孔参数与层合板应力改变量、损伤面积、损伤模式、损伤演变之间的定量、定性影响规律,为复合材料开孔类细节的动态力学设计、环境载荷作用下复合材料细节结构的安全评估,提供新的手段和方法。
英文主题词Carbon fiber laminate;Low velocity impact;Opening structure;Boundary function;Damage evolution