复合材料工型梁压缩失效模式试验与仿真分析研究

作者：邹雄辉; 高维成^*; 刘伟; 周睿

来源：材料导报, 2022, 36(24): 195-201.

• 复合材料工型梁
• 压缩试验
• 失效
• 分层损伤
• 截面参数

复合材料工型梁是飞机舱门结构中的重要承力部件，其在压缩载荷下的失稳行为和损伤特性是工程设计中关注的要点。为了研究复合材料工型梁的压缩性能和失效模式，开展了轴向压缩试验和数值仿真计算。选取改进的Hashin准则判定层内损伤，引入内聚力胶层单元模拟层间损伤，并采用一种新的基于复合材料破坏现象的刚度退化模型对材料的性能进行折减。在模型中综合考虑了纤维扭折和翼缘侧向支撑作用对材料性能压缩失效的影响。计算得到的载荷-位移曲线、载荷-应变曲线、破坏模式以及破坏载荷均与试验结果符合较好，验证了模型的准确性。基于经试验验证后的模型，对工型梁截面进行了参数化分析，研究了长宽比、翼缘宽厚比对复合材料工型梁屈曲性能和承载能力的影响规律，为实际工程结构优化及选型提供了参考。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 航天学院