層合復合材料高速侵徹數值模擬

2萬字 51頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

目錄
第一章 緒論 1
1.1引言 1
1.2國內外研究現(xiàn)狀 1
1.2.1 纖維增強復合材料高速傾斜沖擊損傷研究 2
1.2.2 高速侵徹數值模擬分析研究 2
1.2.3 動態(tài)本構模型的研究 3
1.3層合復合材料速沖擊損傷 4
1.4經濟可行性分析.............................................................................................11
1.5層合復合材料研究過程中的主要問題 5
1.6本文研究的主要內容及方法 6
第二章 ABAQUS軟件介紹及實例模擬 8
2.1引言 8
2.2 ABAQUS軟件介紹 8
2.2.1 ABAQUS/Standard 8
2.2.2 ABAQUS/Explicit 9
2.2.3 ABAQUS/CAE 9
2.3實例分析——結構靜力學分析 9
2.3.1 靜力學分析的特點 10
2.3.2 靜力學分析的步驟 10
2.3.3 結構靜力學分析 10
2.4實例分析——侵徹動力問題分析 17
2.4.1瞬態(tài)動力學分析概述 17
2.4.2侵徹動力問題分析 18
2.5小結 26
第三章 三維動態(tài)連續(xù)損傷本構模型 27
3.1引言 27
3.2 三維動態(tài)連續(xù)損傷本構模型 27
3.2.1 纖維增強復合材料的單向載荷下應力應變關系 27
3.2.2 纖維增強復合材料的三維本構模型 29
3.3 界面單元損傷本構模型 32
3.4本章小結 32
第四章 層合復合材料高速傾斜沖擊損傷數值模擬 34
4.1 引言 34
4.2 復合材料層合板高速沖擊損傷數值模擬 34
4.2.1 幾何參數及有限元建模 34
4.2.2 高速傾斜沖擊損傷分析 35
4.3 沖擊速度對復合層板的影響 39
4.4本章小結 40
第五章 總結與展望 41
5.1 全文總結 41
5.2 展望 41
參考文獻 42
致謝 42



摘要 復合材料由于其有較高的比強度、剛度，增加耦合耐用性以及更低的維護成本被廣泛應用于航空航天結構，探究其高速侵徹的損傷特性，研究分析層合復合材料的侵徹破壞過程及失效原理，是結構生存力和結構抗戰(zhàn)傷設計研究的重點，是當代社會復合材料領域研究的重要內容，本文通過復合材料層板動態(tài)本構模型和損傷特性對其進行研究，主要內容包括：
（1）使用復合材料層合薄板在任意角度鋪層后，因為能量在高速沖擊過程中是守恒的，根據復合材料層板高速侵徹的模型三種主要損傷形式（纖維斷裂，基體裂紋和分層）建立模型。采用一維應力波的傳播理論，計算復合材料層板沖擊后的變形區(qū)尺寸和層板應變場，彈體的沖擊剩余速度和彈靶接觸力等參量通過能量守恒迭代來求解，對復合材料層合薄板高速沖擊中的損傷面積和形狀進行著重研究，探討沖擊速度及靶板鋪層情況對損傷形狀和大小的影響規(guī)律。
（2）通過非線性有限元方法，用ABAQUS軟件建立復合材料薄板高速沖擊損傷有限元分析模型。復合材料在高速沖擊過程中的應變率強化效應也考慮在模型中，結合Hashin失效準則，對復合材料層板高速沖擊損傷破壞過程進行數值模擬，運用數值分析深入探討沖彈丸沖擊過程中的損傷變化以及沖擊速度對各損傷參數的影響。


關鍵詞：復合材料層板 高速沖擊 侵徹 沖擊損傷 數值模擬