含预置损伤的复合材料加筋板压缩数值模拟

摘要

本文通过模拟研究了不同位置与不同大小的预置损伤对复合材料T型加筋板单轴压缩时最大载荷的影响。本文首先使用线性屈曲和非线性屈曲的有限元计算方法模拟了含三根T型缘条的复合材料加筋板未损伤时的压缩失效情况,然后分别在加筋板的缘条间蒙皮处、与缘条边缘接触的蒙皮处以及缘条正下方蒙皮处预置一个损伤,其预置损伤的面积分别为20×20mm2、30×30mm2、40×40mm2、50×50mm2 ,从而研究预置损伤的位置与大小对复合材料加筋板压缩最大载荷的影响。通过模拟计算发现当预置损伤只存在与缘条间的蒙皮处时,其损伤对加筋板压缩最大载荷影响较小;当预置损伤存在于与缘条边缘接触的蒙皮处时,此种损伤情况对压缩最大载荷影响最大,压缩的最大载荷随损伤面积的增加明显减小;当预置损伤存在于缘条正下方时,其线性屈曲载荷明显降低,压缩过程中可能出现模态的阶跃过程。最后得到一张最大压缩载荷与损伤位置及大小的关系图,并得出线性屈曲计算不足以反映复合材料加筋板的最大压缩载荷,但能用于解释压缩过程中模态阶跃现象。