预载荷对纤维复合材料低速冲击性能影响研究

摘要

针对施加预载荷的碳纤维增强复合材料层合板低速冲击行为建立了一种可施加预载荷的复合材料层合板低速冲击模型,并进行了有限元分析.首先,通过对比无预应力低速冲击仿真结果与试验结果,验证模型的合理性;其次,利用模型模拟了6组不同预载荷情况下相同冲击能量的低速冲击过程.对比结果显示,预载荷加重了层合板的损伤程度,而相同大小的拉伸、压缩预载荷状态下的层合板低速冲击力学行为无明显差别,但是拉伸预载荷造成的层合板损伤比压缩预载荷较为严重.通过数值模拟的方法研究预载荷对复合材料低速冲击的影响,为飞机结构复合材料实际工况下的抗冲击性能提供基础数据参考,对飞机结构设计优化具有重要的工程应用价值.