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摘要
碳纳米管/碳纤维增强复合材料（carbon naotube/carbon fibre reinforced plastic，CNT/CFRP）是一种多尺度复合材料，具有比传统CFRP更好的综合性能和更广阔的应用前景。本文对CNT/CFRP在低速冲击下的响应和破坏进行了数值模拟研究。首先，基于先前的研究通过引入基体增韧因子、残余强度因子并改进损伤耦合方程，建立了新的FRP动态渐进损伤模型；然后，利用新建立的本构模型并结合粘结层损伤模型对4种不同含量碳纳米管增韧的碳纤维增强树脂基复合材料层合板在5个能量下的冲击实验进行了数值模拟；最后，将模拟结果与文献中报道的相关实验结果进行了比较，并讨论了冲击速度的影响。结果表明：新建立的FRP本构模型能够预测CNT/CFRP层合板在低速冲击载荷作用下的响应、破坏过程和分层形貌，模拟得到的载荷-位移曲线和破坏形貌与实验吻合较好；冲击速度会影响CNT/CFRP层合板拉伸和压缩破坏的比例，相同的冲击能量下，更大的冲击速度会造成更多的拉伸破坏。
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单位中国科学技术大学; 中国科学院
