GLARE层板低速冲击的实验与模拟

整体中空夹层复合材料低速冲击性能及剩余强度研究的开题报告一、研究背景和意义随着复合材料在航空、汽车和其他领域的广泛应用，对其性能的要求也越来越高。

尤其在低速冲击下，复合材料的性能表现更为突出。

因此，针对整体中空夹层复合材料的低速冲击性能研究及剩余强度变化规律探讨，将对优化复合材料设计、提升产品性能和延长使用寿命具有重要意义。

二、研究目的和内容本研究旨在探讨整体中空夹层复合材料在低速冲击过程中的响应及其剩余强度变化规律，具体任务包括：1.设计低速冲击试验方案，并在试验中采集数据；2.利用有限元方法对试验过程进行数值模拟；3.分析试验数据和模拟结果，探究复合材料的低速冲击性能和剩余强度变化规律；4.提出优化建议，对复合材料设计提供参考。

三、研究方法和步骤1.设计低速冲击试验方案根据ASTM标准，确定低速冲击试验中的冲击能量、试验样品尺寸、试验条件等参数，制备试验样品。

2.试验数据采集使用高速摄影仪记录试验过程，取得相应的图像数据；使用力传感器记录试验过程中试验样品的应力和应变等数据。

3.数值模拟采用有限元方法，建立整体中空夹层复合材料的模型，模拟低速冲击过程，得出相应的模拟结果。

4.试验数据和模拟结果分析对试验数据和模拟结果进行分析、对比，探究复合材料低速冲击性能及其剩余强度变化规律。

5.优化建议根据研究结果，提出优化建议，对复合材料设计提供参考。

四、论文结构和安排1.引言介绍研究背景、研究意义和目的，以及研究内容、方法和步骤等。

2.文献综述回顾国内外相关文献，总结目前对整体中空夹层复合材料低速冲击性能及剩余强度变化规律的研究现状和发展趋势。

3.低速冲击试验设计与分析设计低速冲击试验方案，采集试验数据，并对试验结果进行分析。

4.数值模拟通过有限元方法，建立整体中空夹层复合材料的数值模拟模型，并进行数值模拟分析。

5.试验数据和模拟结果对比分析对试验数据和数值模拟结果进行比较和分析，探讨复合材料的低速冲击性能和剩余强度变化规律。

GLARE层板低速冲击的实验与模拟崔旭;李斌;王朔;薛红前;张震宇【摘要】研究玻璃纤维增强铝合金层合板（glass fiber reinforced aluminum laminates，GLARE）在落锤低速冲击下的材料行为，建立ABAQUS有限元模型进行模拟并对其进行实验验证。

针对纤维金属基体材料的特点，采用连续损伤模型（continuous damage model，CDM）分别给予落锤6.22 J、12.38 J和14.46 J的冲击能量，在ABAQUS中对模型设置相应的边界条件和载荷，得出落锤下落方向的速率-时间曲线和能量损耗曲线图。

考虑金属层与复材层间黏结层的作用，采用凝聚层（cohesive）将金属层和复合材料层粘接。

在仿真中观察层间的纤维和基体拉伸和压缩损伤状态及破坏情况，并与实验得出结果进行对比。

结果显示：有限元仿真可以准确模拟落锤冲击之后GLARE板背面的裂纹和鼓包的实效情况以及基体和纤维的损伤情况，很好地预测复合材料内部的损伤情况。

%The material behavior of glass fiber reinforced aluminum laminates (GLARE) under low-speed impact of a falling hammer was studied, and a finite element model of ABAQUS for simulation and experimental verification was built. According to the characteristics of fiber metal matrix materials, the continuous damage mechanics (CDM) model was adopted, and the impact energy values of the falling hammer were set as 6.22 J, 12.38 J and 14.46 J respectively. The corresponding boundary conditions and loads of the model in ABAQUS were confirmed to obtain the velocity-time curve and energy loss curve of the falling direction of the falling hammer. The cohesive layer between metal layer and composite layer was taken into consideration, and the ‘Cohesive Layer’ in ABAQUS was adopted tobond metal layer and composite material layer. The tensile and compressive damage states of fibers and matrix in simulation were observed and compared with the experimental results. The results show that the finite element simulation can accurately simulate the crack and bulge effect on the back of GLARE laminates after the impact, as well asthe damage situation of the matrix and fiber, so as to well predict the internal damage of the composite material.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】7页(P68-74)【关键词】纤维金属层板; GLARE层板; 低速冲击; 有限元模拟; 连续损伤模型;【作者】崔旭;李斌;王朔;薛红前;张震宇【作者单位】沈阳航空航天大学，沈阳 110000;沈阳航空航天大学，沈阳 110000;沈阳航空航天大学，沈阳 110000;西北工业大学，西安 710000;沈阳航空航天大学，沈阳 110000【正文语种】中文【中图分类】TB333纤维金属层板（fiber metal laminates，FML）是一种新型的金属基体复合材料，即以金属面板和纤维/树脂复合材料通过胶层黏合在一起[1]。

整体中空夹层复合材料抗低速冲击性能的实验研究周红涛【摘要】文章采用落锤冲击试验机对整体中空夹层复合材料进行了低速冲击试验.探讨了芯材高度对整体中空夹层复合材料的低速冲击特性如最大冲击载荷、冲击点最大位移和材料损伤时能量吸收等的影响.结果表明:随着芯材高度的增加,整体中空夹层复合材料的最大冲击载荷和冲击损伤阈值降低,而到达最大载荷的时间有所延迟.【期刊名称】《山东纺织科技》【年(卷),期】2011(052)003【总页数】4页(P51-54)【关键词】芯材高度;低速冲击;冲击响应;整体中空夹层复合材料【作者】周红涛【作者单位】盐城纺织职业技术学院,江苏盐城224005【正文语种】中文【中图分类】TS181.92+31 前言整体中空夹层复合材料，其增强体是一种由纤维连续织造呈空芯结构的整体中空织物，层与层之间由连续纤维芯柱相接而成，可以单独增强制成空芯连体结构轻质复合材料，见图1；也可以在空芯结构中填充某种功能轻体介质，制成结构/功能一体化的夹层结构复合材料。

这种结构的复合材料有以下三大优点[1]：(1)面板和芯层一次成型，织造效率高；(2)克服了传统的夹层材料如蜂窝、泡沫夹层复合材料易分层、不耐冲击的弱点；(3)夹芯层空间可以为设置预埋件、监视探头、光纤、导线等提供空间，使其在交通、航海、建筑、航空以及管道等领域的应用前景广阔。

但是由于该材料的上下面板薄[2、3]，其抵抗低速冲击的能力比较弱，在很大程度上限制了其在各个领域中的应用。

因此，研究该材料的抗低速冲击性能具有重要的意义。

图1 整体中空夹层复合材料本文利用自制落锤冲击装置，对整体中空夹层复合材料进行了低速冲击试验，研究该材料受外物冲击的动力学响应，估算和测量冲击载荷变化过程和结构整体响应，从该材料的抗冲击性能与芯材高度关系入手，对比分析不同芯材高度的冲击性能。

利用加速度传感器记录了落锤冲击板过程中加速度随时间的变化曲线，通过数学处理得到了冲击载荷、冲击点位移和冲击过程中能量吸收随时间的变化曲线。

复合材料层合板冲击损伤剩余强度分析何周理，李旭辉（中国商飞上海飞机设计研究院，上海201210）摘要：民用飞机复合材料结构设计时必须考虑复合材料层合板的冲击损伤。

通过试验测量和数值模拟两种方法分析碳纤维增强复合材料层合板低速冲击损伤后的剩余压缩强度，试验采用标准试验规范进行测量，数值模拟分析采用层内渐进损伤模型和层间Cohsive模型模拟分析层合板冲击损伤以及剩余压缩强度。

数值模拟与试验结果对比表明，该数值模拟分析方法的有效性，为民用飞机复合材料结构设计时预测和计算复合材料层合板的剩余强度提供方法。

关键词：复合材料层合板；冲击损伤；剩余压缩强度；数值模拟中图分类号：TB338；V214.4文献标识码：A文章编号：1007-9915（2021）02-0015-06 Residual Strengti Analysit of Impacl DamaaeU Composite LaminateoHE Zhonli-LU XiiUni(COMAC SSaaaai AircraOt Desina ant Resexrca Institutx,SSaaaai221010)Abstrrcl:The impdct damaae of composite laminateo must be consieerea in the design of civil aircratt com­posite strecturea.Two methona,test mesuemeat ant namericyl aimulation,are usc V lo analyae the residual com­pressive strenath of cyreon00x0reinforcee composite laminatesaaee low velocito impac-damaae.The test it stant-p0experiment,ant the namericol simulation analysis m corrieV ont by usinf the prooressive damaae monel in lami-aaesiaadynhsinesmndsibsewssaiamnaaesi4Thsynmpaeninabsewssaesieesiuieiaadaumsenyaiinmuiaennaihnwi that the namericol simulation methon is effective；whicO provides a methon On preVictina ant colcolatina the residu-aiiieeaeihntynmpninieiamnaaieinaynenianeyeatiynmpninieiieuyiueedeinea4Key words:composite laminates；impad damaae；residualcompressive strenfth；numericol simulation度、重量轻、可设计性等特点，目前已在航空、0前言航天等领域得到了广泛的应用［°0然而在飞机复合材料构件的生产和使用中，各类工具的掉落、纤维增强复合材料由于其高比强度、高比刚跑道上的杂物、冰雹等形成的冲击以及其他各种作者简介：何周理（1993—）男，汉，硕士，高级工程师，主要从事民用飞机复合材料结构设计、研究工作，电子邮箱：hezhoUi@ comae,ccH年高科技纤维与应用11第2期意外撞击都可能造成复合材料构件内部损伤，导致复合材料构件的承载能力大幅下降，对结构的安全性造成潜在的威胁2。

复合材料层压板低速冲击损伤的有限元模拟杨鹏;刘海涵【摘要】Based on the low velocity impact test, this thesis established a "ply -interface -ply" laminate finite element model to simulate composite laminates under low velocity impact. The con-rnstitutive relations of the composite ply were introduced through VUMAT subroutine method, the stress - based failure criteria of composite was used to determine damage effects, and stiffness reduction method was used to simulate the failure process. The cohesive element method was utilized to simulate the delamination behavior.%基于复合材料层压板的低速冲击试验,建立一套“铺层-界面-铺层”的复合材料层压板在低速冲击载荷作用下的有限元模型.通过VUMAT 子程序建立复合材料铺层的本构关系,采用应力描述的失效判据来判断层内的各种损伤,并结合相应的刚度折减方案对失效单元进行刚度折减.模型中在相邻两铺层间加入cohesive单元,用来模拟层间界面.【期刊名称】《机械与电子》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】3页(P78-80)【关键词】复合材料层压板;低速冲击;有限元【作者】杨鹏;刘海涵【作者单位】西北工业大学航天学院,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】TB3320 引言复合材料层压板在使用中受到外来物体低速冲击后容易在内部产生严重的分层损伤，已有大量的国内外学者［1－6］对复合材料层压板损伤模式开展了研究，取得了不少的研究成果。

复合材料板受低速冲击时能量吸收的实验研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!复合材料板受低速冲击时能量吸收的实验研究摘要本实验旨在研究复合材料板在低速冲击条件下的能量吸收特性。