雷电流参数对碳纤维复合材料雷击损伤影响研究

摘要

本文采用雷击模拟实验和有限元法研究了碳纤维增强树脂基复合材料在模拟雷电流作用下的损伤机理。建立了考虑材料介电击穿效应的碳纤维复合材料雷击电-热耦合有限元模型,将模型计算的损伤面积和深度与雷击模拟实验结果进行对比,验证了有限元模型的有效性。进一步利用该有限元模型探究了雷电流参数对碳纤维复合材料雷击损伤的影响规律。结果表明:当波形相同时,碳纤维复合材料的雷击损伤面积和电流作用积分呈线性关系;而当电流作用积分和电流强度相同时,碳纤维复合材料的雷击损伤面积随着电流波形上升时间的减少而减少,损伤深度反而增加。