层合复合材料高速侵彻数值模拟.doc

层合复合材料高速侵彻数值模拟

2万字 51页 原创作品，已通过查重系统

目录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1 纤维增强复合材料高速倾斜冲击损伤研究 2
1.2.2 高速侵彻数值模拟分析研究 2
1.2.3 动态本构模型的研究 3
1.3层合复合材料速冲击损伤 4
1.4经济可行性分析.............................................................................................11
1.5层合复合材料研究过程中的主要问题 5
1.6本文研究的主要内容及方法 6
第二章 ABAQUS软件介绍及实例模拟 8
2.1引言 8
2.2 ABAQUS软件介绍 8
2.2.1 ABAQUS/Standard 8
2.2.2 ABAQUS/Explicit 9
2.2.3 ABAQUS/CAE 9
2.3实例分析——结构静力学分析 9
2.3.1 静力学分析的特点 10
2.3.2 静力学分析的步骤 10
2.3.3 结构静力学分析 10
2.4实例分析——侵彻动力问题分析 17
2.4.1瞬态动力学分析概述 17
2.4.2侵彻动力问题分析 18
2.5小结 26
第三章 三维动态连续损伤本构模型 27
3.1引言 27
3.2 三维动态连续损伤本构模型 27
3.2.1 纤维增强复合材料的单向载荷下应力应变关系 27
3.2.2 纤维增强复合材料的三维本构模型 29
3.3 界面单元损伤本构模型 32
3.4本章小结 32
第四章 层合复合材料高速倾斜冲击损伤数值模拟 34
4.1 引言 34
4.2 复合材料层合板高速冲击损伤数值模拟 34
4.2.1 几何参数及有限元建模 34
4.2.2 高速倾斜冲击损伤分析 35
4.3 冲击速度对复合层板的影响 39
4.4本章小结 40
第五章 总结与展望 41
5.1 全文总结 41
5.2 展望 41
参考文献 42
致谢 42



摘要 复合材料由于其有较高的比强度、刚度，增加耦合耐用性以及更低的维护成本被广泛应用于航空航天结构，探究其高速侵彻的损伤特性，研究分析层合复合材料的侵彻破坏过程及失效原理，是结构生存力和结构抗战伤设计研究的重点，是当代社会复合材料领域研究的重要内容，本文通过复合材料层板动态本构模型和损伤特性对其进行研究，主要内容包括：
（1）使用复合材料层合薄板在任意角度铺层后，因为能量在高速冲击过程中是守恒的，根据复合材料层板高速侵彻的模型三种主要损伤形式（纤维断裂，基体裂纹和分层）建立模型。采用一维应力波的传播理论，计算复合材料层板冲击后的变形区尺寸和层板应变场，弹体的冲击剩余速度和弹靶接触力等参量通过能量守恒迭代来求解，对复合材料层合薄板高速冲击中的损伤面积和形状进行着重研究，探讨冲击速度及靶板铺层情况对损伤形状和大小的影响规律。
（2）通过非线性有限元方法，用ABAQUS软件建立复合材料薄板高速冲击损伤有限元分析模型。复合材料在高速冲击过程中的应变率强化效应也考虑在模型中，结合Hashin失效准则，对复合材料层板高速冲击损伤破坏过程进行数值模拟，运用数值分析深入探讨冲弹丸冲击过程中的损伤变化以及冲击速度对各损伤参数的影响。


关键词：复合材料层板 高速冲击 侵彻 冲击损伤 数值模拟