低速冲击损伤后FML的剩余拉伸强度数值模拟研究

摘要

纤维金属层合板（FML）结合了复合材料与金属材料各自的优异性能，逐渐被用于汽车、飞机等交通工具的轻量化结构。然而，低速冲击后结构会存在损伤，尤其是复合材料内部复杂损伤，严重影响FML的剩余拉伸强度。因此深入探索冲击损伤后FML的剩余拉伸强度具有非常重大的工程意义。本文首先建立FML的低速冲击以及准静态拉伸有限元数值模型，并通过低速冲击/拉伸试验，对FML冲击与拉伸数值模型的准确性与可靠性进行了验证。随后借助有限元重启动技术，建立了FML的冲击-分离-拉伸一体化数值模型，对不同冲击工况下FML的剩余拉伸强度进行了数值模拟研究，进一步总结了FML冲击损伤后的剩余拉伸强度规律。最后基于冲击后的当量化模型研究了FML的剩余拉伸强度，并与一体化数值模型结果进行对比，验证了当量化分析方法的准确性，可以节约计算成本并提高研究效率。