冲击位置对复合材料加筋板冲击后压缩行为影响试验

作者：任涛; 彭昂; 吴大可; 陆方舟; 蔡登安; 周光明^*

来源：复合材料学报, 2022, 39(02): 788-801.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20210328.001

• 复合材料加筋板
• 低速冲击
• 失效机制
• 损伤形态
• 数字图像相关技术

对低速冲击(LVI)载荷下不同冲击位置对T型复合材料加筋板损伤容限的影响进行了试验研究。选取了2个典型冲击位置,即:两筋间蒙皮和筋条长桁边缘,引入目视可检冲击损伤(VID)。借助目视及无损检测手段观察到不同冲击位置处的损伤存在显著差异。相比于蒙皮冲击,长桁边缘冲击处的损伤形式更复杂,表现为:纤维断裂、基体开裂、分层、层剥离及界面脱粘。分别对完好、蒙皮冲击和长桁冲击试件进行冲击后压缩试验(CAI)。结果表明:蒙皮冲击件与完好件失效过程极为相似,由于试验夹具刀口的存在,限制了加筋板的变形,诱发了损伤起始,导致最终的结构破坏;而长桁冲击件展示出截然不同的失效机制,损伤从冲击位置沿试件横向扩展,促使结构整体失效的提前发生,显著降低了加筋板的剩余压缩强度。此外,引入数字图像相关技术(DIC)对压缩过程中试件的变形进行监测,并与传统的接触式测量结果进行对比,验证了该测试方法应用于材料力学性能测试的可行性与优越性。

• 单位
  南京航空航天大学; 机械结构力学及控制国家重点实验室