粘结单元在模拟FRP层合板低速冲击响应中的应用

作者：蒋振; 文鹤鸣^*

来源：爆炸与冲击, 2019, 39(04): 129-136.

• 纤维增强树脂基复合材料
• 渐进损伤本构模型
• 分层
• 粘结单元

纤维增强树脂基复合材料层合板(fibre reinforced plastic composites,FRP)在航空、航天、交通、造船等诸多工程中得到了日益广泛的应用,而其在冲击载荷下的响应和破坏特别是分层一直为学术界所关注。本文中对FRP层合板在冲击载荷下的响应和破坏进行数值模拟,并通过引入粘结层重点研究其分层破坏。首先,介绍一种基于改进的粘结区域方法的粘结层损伤模型;其次,详细介绍了有限元模型建模过程和建模细节;最后,对有限元模型进行验证,并分析分层损伤发生的原因。模拟结果表明,该模型不仅能准确预测FRP层合板在低速冲击载荷下的载荷-时间曲线和载荷-位移曲线,还能成功地预测其分层破坏。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院