复合材料波纹板准静态轴压性能试验及数值模拟

作者：肖培; 苏璇; 牟浩蕾; 解江; 冯振宇^*

来源：振动与冲击, 2021, 40(15): 156-174.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.15.020

• 复合材料波纹板
• 准静态轴压试验
• 失效模式
• 吸能特性
• 多层壳模型

以[+45/-45]4s和[0/+45/-45/0]2s碳纤维增强复合材料波纹板为研究对象,通过准静态轴压试验获得其失效形貌及载荷-位移曲线;通过CT扫描分析其破坏机理,基于吸能特性评价指标进一步研究其吸能特性。针对[0/+45/-45/0]2s波纹板,建立考虑层间模型的多层壳模型进行轴压仿真,通过对比失效形貌、载荷-位移曲线及吸能特性评价指标来验证有限元模型。试验结果表明:[+45/-45]4s波纹板出现整体失稳现象,材料利用率较低导致其吸能特性较差,且试验获得的比吸能的离散系数大于15%,试验重复性较差。[0/+45/-45/0]2s波纹板为典型的层束张开失效模式,材料利用率较高导致其吸能特性较好,吸能特性评价指标的离散系数均小于15%,具有良好的轴压稳定性与可重复性。在±45°纤维铺层中增加0°纤维铺层,可改变其轴压失效模式,并显著提升其轴压吸能特性。仿真结果表明:多层壳模型能较好地复现[0/+45/-45/0]2s波纹板轴压过程及层束张开失效模式;同时仿真获得的比吸能比试验均值高2.27%,能较好地复现[0/+45/-45/0]2s波纹板轴压吸能特性,从而验证了多层壳模型。

• 单位
  中国民航大学