高性能航空复合材料低速冲击损伤分析

摘要

针对复合材料层合板冲击损伤模拟问题,基于各向异性材料连续介质损伤力学分析法,采用基于应变描述的失效判据来判断损伤,引入材料损伤状态变量对复合材料损伤情况进行描述;并考虑材料的剪切非线性,建立了复合材料层合板在低速冲击作用下的3D非线性连续损伤有限元模型.通过编写VUMAT材料用户子程序可以实现层内各类损伤的判断和演化.使用界面单元模拟层间区域,结合传统的应力失效判据和断裂力学中的能量释放率准则来判断分层损伤的起始和演化规律.为了更准确模拟试验中层合板的动态响应,有限元模型较为真实地反映了实际的试验条件.有限元模拟结果与试验结果吻合较好,证明了基于该方法建立的有限元模型的有效性.