环形编织层板冲击包容的有限元模拟

摘要

为分析预测涡轮发动机复合材料机匣对破断叶片的包容，研究用有限元进行仿真计算的方法。通过旋转体与机匣冲击破坏过程的模拟计算，确定机匣的包容能力。计算基于具显式求解功能的商用有限元软件Abaqus/Explicit，采用三维实体单元网格，将二维三轴编织的碳纤维层合材料简化成连续的正交各向异性材料，通过软件提供的Vumat 用户子程序接口编写 Fortran 语言代码定义材料模型，模拟出旋转金属块与转轴分离后的冲击过程。通过冲击后的能量吸收数据，比较了模拟计算与实物旋转冲击模拟试验的结果，两者具有较大的可比性。虽然还存在一些材料数据与表征上的不确定因素，多种工况下仿真计算表明模拟结果稳定，可以成为复合材料包容分析实用有效的方法。