纤维取向对TC4/PEEK/Cf层板抗高速冲击性能的影响

作者：滕威; 高立新; 袁潇洒; 王梦麟; 薛鹏博; 吴焱兵; 潘蕾^*

来源：振动与冲击, 2023, 42(04): 163-170.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.04.019

• TC4/PEEK/Cf层板
• 非线性有限元数值仿真
• 抗高速冲击性能
• 冲击响应特征
• 损伤破坏机理

为研究高速冲击条件下TC4/PEEK/Cf层板破坏失效行为和机理，采用空气炮高速冲击试验探索了纤维取向对层板抗高速冲击性能的影响，并建立了误差有效控制的有限元模型。使用验证后的模型对不同变量下层板冲击试验进行算例丰富。试验和模拟结果表明：TC4/PEEK/Cf层板高速冲击下损伤模式主要是金属/复合材料界面分层、复合材料内部层间分层、金属塑性变形、复合材料撕裂断开等。通过对比不同纤维取向层板高速冲击破坏特征发现，TC4/PEEK/Cf层板抗高速冲击性能与纤维铺放角度有关。层板整体耗散冲击能量的性能随纤维交叉角度增大而提高，纤维单向铺放层板的弹道极限和能量耗散率最低，0°/90°纤维取向层板的弹道极限和能量耗散率最高，抗冲击性能最优。

• 单位
  中国航发商用航空发动机有限责任公司; 南京航空航天大学