Al-CFRP复合管的径向压缩性能

作者：马其华^*; 查一斌; 周天俊

来源：工程塑料应用, 2019, 47(11): 99-104.

• 径向压缩
• 有限元仿真
• 碳纤维增强复合材料
• 缠绕薄壁铝管
• 复合管
• 稳定性
• 吸能性

采用准静态径向压缩实验和有限元仿真相结合的方法,对碳纤维增强复合材料(CFRP)缠绕薄壁铝管(AlCFRP)复合管的径向压缩性能和破坏机理进行了研究。实验表明,Al-CFRP复合管具有更稳定的失效破坏模式,相比纯CFRP管,其峰值载荷、总吸能和比吸能分别提高了77.4%,223.5%和39.6%,且相较纯Al管和纯CFRP管总吸能之和仍提高了41.6%。进一步对Al-CFRP复合管的破坏过程进行了有限元仿真,仿真得到的载荷–位移曲线和总吸能–位移曲线与实验结果吻合较好,验证了仿真模型的可靠性。通过结合Al-CFRP复合管实验结果与Al-CFRP复合管应力、应变分析,发现由于外层CFRP的束缚作用抑制了内衬Al管管壁因弯折过大而断裂,同时由于内衬Al管的支撑作用使得外层CFRP管未发生严重的纤维断裂和分层现象,因此Al-CFRP复合管可以有效抵抗管壁变形,提高径向压缩下的稳定性和吸能性。

• 单位
  东华大学; 上海工程技术大学