复合材料泡沫夹层结构冲击后压缩数值模拟分析

摘要

复合材料泡沫芯夹层结构是飞行器中常用的结构形式,但由于夹层结构的层间性能和抵抗低速冲击性能较弱,在低速冲击荷载的作用下,会造成面板基体开裂和纤维断裂、夹芯压塌、面板和芯材间的界面脱胶等多种失效,导致夹层结构承载能力的下降。本文通过大型商用有限软件ABAQUS对复合材料泡沫夹层结构的低速冲击及冲击后含损伤的夹层结构在压缩载荷作用下损伤扩展的全过程进行模拟研究,预测分析夹层结构低速冲击后的剩余压缩强度。研究发现夹层结构的损伤尺寸随冲击能量的增加而增大,残余凹痕深度也随之增加,而其剩余压缩强度随着冲击能量的增加而降低。有限元模拟的结果与已有的实验结果相一致,验证了此有限元模拟方法的可行性和正确性,为以后的泡沫夹层结构的研究和应用提供了有效方法。