復合材料泡沫芯夾層結(jié)構(gòu)是飛行器中常用的結(jié)構(gòu)形式，但由于夾層結(jié)構(gòu)的層間性能和抵抗低速沖擊性能較弱，在低速沖擊荷載的作用下，會造成面板基體開裂和纖維斷裂、夾芯壓塌、面板和芯材間的界面脫膠等多種失效，導致夾層結(jié)構(gòu)承載能力的下降。本文通過大型商用有限軟件ABAQUS對復合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)的低速沖擊及沖擊后含損傷的夾層結(jié)構(gòu)在壓縮載荷作用下?lián)p傷擴展的全過程進行模擬研究，預測分析夾層結(jié)構(gòu)低速沖擊后的剩余壓縮強度。研究發(fā)現(xiàn)夾層結(jié)構(gòu)的損傷尺寸隨沖擊能量的增加而增大，殘余凹痕深度也隨之增加，而其剩余壓縮強度隨著沖擊能量的增加而降低。有限元模擬的結(jié)果與已有的實驗結(jié)果相一致，驗證了此有限元模擬方法的可行性和正確性，為以后的泡沫夾層結(jié)構(gòu)的研究和應用提供了有效方法。

       復合材料夾層結(jié)構(gòu)由于具有高比強度和高比剛度，耐疲勞、耐腐蝕、抗振動性能好，并能有效吸收沖擊載荷，同時又能通過選擇適當?shù)拿姘?、芯材和黏結(jié)劑，滿足各種使用條件下的要求等優(yōu)點，被廣泛地用于各種結(jié)構(gòu)中，特別是應用在航空航天和民用工業(yè)中，以達到減重、隔音等設計目的。復合材料夾層板和復合材料層合板相仿，其抵抗低速沖擊的性能很差，受沖擊后其內(nèi)部損傷形式和受載后損傷的擴展過程及破壞行為更為復雜，目前復合材料夾層板的沖擊損傷研究是復合材料結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的熱點問題之。復合材料夾層結(jié)構(gòu)的破壞也是一個十分復雜的問題，它有多種破壞模式。對于不同的破壞模式，復合材料夾層結(jié)構(gòu)有不同的強度，如何知道一個實際的復合材料夾層結(jié)構(gòu)在復雜的外載荷條件下的破壞模式及強度一直是人們研究的重點。國內(nèi)外的許多學者在不同的時期，采用不同的方法對這個問題都進行了研究，其研究范圍涵蓋了泡沫夾層結(jié)構(gòu)的理論分析、夾芯的細觀結(jié)構(gòu)理論分析、數(shù)值模擬、試驗以及增強技術(shù)等。

       沖擊損傷的剩余強度問題，是目前復合材料損傷容限研究領(lǐng)域中，最為人們關(guān)注的研究課題。對沖擊后剩余強度的研究主要基于4種方法：(1)軟化夾雜法，即將沖擊損傷等效為規(guī)則形狀的軟化夾雜，然后采用基于各種破壞準則的點應力或平均應力判據(jù)確定板的失效強度；(2)層屈曲法，將沖擊損傷看作大小不同的多個規(guī)則形狀的分層，認為壓縮破壞過程是各個子層不斷發(fā)生屈曲失效的過程，當所有予層都屈曲時，層板發(fā)生破壞；(3)開口等效法，用一個圓孔或橢圓孔取代沖擊損傷，之后用孔邊斷裂韌性判據(jù)來判斷板的破壞；(4)損傷累積法，利用動態(tài)有限元計算層板的沖擊損傷的剛度降，作為板的初始損傷，用損傷累積法模擬板的壓縮破壞過程，并計算剩余壓縮強度。

       由于夾層結(jié)構(gòu)的層間性能和抵抗低速沖擊性能較弱，在低速沖擊荷載的作用下，會造成面板基體開裂和纖維斷裂、夾芯壓塌、面板和芯材間的界面脫膠等多種失效，導致夾層結(jié)構(gòu)承載能力的下降。本文主要通過有限元軟件ABAQUS對復合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)的低速沖擊及沖擊后含損傷的夾層結(jié)構(gòu)在壓縮載荷作用下?lián)p傷擴展的全過程進行模擬研究，預測分析夾層結(jié)構(gòu)低速沖擊后壓縮的剩余強度。研究發(fā)現(xiàn)夾層結(jié)構(gòu)的損傷尺寸隨沖擊能量的增加而增大，殘余凹痕深度也隨之增加，而其剩余壓縮強度隨著沖擊能量的增加而降低。正確評估復合材料泡沫芯夾層結(jié)構(gòu)的破壞，就可以為夾層結(jié)構(gòu)的檢修和更換提供依據(jù)，也能為設計師提供參考數(shù)據(jù)，對于了解復合材料夾層結(jié)構(gòu)的損傷容限很重要，為泡沫夾層結(jié)構(gòu)的研究和應用提供了有效方法。

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