基于弹道冲击问题的复合材料层合板数值材料模型开发

摘要

针对复合材料层合板弹道冲击问题,自主开发了一种正交复合材料数值模型,该模型忽略复合材料的微观几何结构,从宏观的力学层面来描述复合材料层合板的弹道冲击响应.阐述了正交复合材料模型的理论框架;考虑碰撞速度,结构参数(t/D)等因素建立了有限元数值模型;验证了自定义材料模型对于在高速撞击条件下复合材料层合板的弹道冲击响应、强度正交各向异性、极大变形和起皱以及强度正交退化等主要力学特性的仿真计算能力;最后,对于Kevlar/Epoxy层合板的抗弹性能进行了研究,从损伤失效、弹道极限以及弹丸剩余速度三个方面进行了对比分析,数值仿真和实验取得了良好的一致性,进一步验证了自定义材料模型的正确性和有效性.