編號(hào)：CYYJ02777
篇名：碳納米管/碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層合板低速?zèng)_擊響應(yīng)和破壞的數(shù)值模擬
作者：王敏 文鶴鳴
關(guān)鍵詞： 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層 碳納米管 動(dòng)態(tài)漸進(jìn)損傷模型 黏結(jié)單元模型 基體增韌因子 殘余強(qiáng)度因子 損傷耦合 沖擊載荷
機(jī)構(gòu)： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)中國(guó)科學(xué)院材料力學(xué)行為和設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 碳納米管/碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(carbon nanotube/carbon fibre reinforced plastic,CNT/CFRP)是一種多尺度復(fù)合材料,比傳統(tǒng)CFRP有更好的綜合性能和更廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)CNT/CFRP在低速?zèng)_擊下的響應(yīng)和破壞進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。首先,基于先前的研究通過(guò)引入基體增韌因子、殘余強(qiáng)度因子并改進(jìn)損傷耦合方程,建立了新的FRP動(dòng)態(tài)漸進(jìn)損傷模型;然后,利用新建立的本構(gòu)模型并結(jié)合黏結(jié)層損傷模型,對(duì)4種碳納米管含量的增韌碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料層合板在5個(gè)能量下的沖擊實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬;最后,將模擬結(jié)果與文獻(xiàn)中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,并討論了沖擊速度的影響。結(jié)果表明:新建立的FRP本構(gòu)模型能夠預(yù)測(cè)CNT/CFRP層合板在低速?zèng)_擊載荷作用下的響應(yīng)、破壞過(guò)程和分層形貌,模擬得到的載荷-位移曲線和破壞形貌與實(shí)驗(yàn)吻合較好;沖擊速度會(huì)影響CNT/CFRP層合板拉伸和壓縮破壞的比例,相同的沖擊能量下,更大的沖擊速度會(huì)造成更多的拉伸破壞。
