蒋宏勇， 任毅如， 袁秀良， 高宾华

湖南大学 机械与运载工程学院， 长沙 410082

基于非线性渐进损伤模型的复合材料波纹梁耐撞性能研究

蒋宏勇， 任毅如*， 袁秀良， 高宾华

湖南大学 机械与运载工程学院， 长沙 410082

基于连续介质损伤力学，提出了一种包括层内和层间失效的非线性渐进损伤模型来预测复合材料波纹梁在轴向冲击下的失效行为。其中，层内损伤采用最大应力准则，并结合指数型损伤演化法则和刚度折减方法预测失效后的材料参数。层间损伤模型则采用了二次名义应力准则、基于混合模式能量的指数型损伤演化法则和黏性刚度折减方法建立。基于该模型，对典型的波纹梁结构参数和触发等对耐撞性的影响进行了研究。结果表明数值模拟结果与试验结果基本吻合，模型能够准确地模拟复合材料波纹梁在冲击过程中出现的分层、纤维和基体破坏等失效模式。波纹梁在破坏过程中吸收的能量、比吸能和载荷峰值随层数不断递增，降低高度和减小触发结构的截面面积均会降低载荷峰值。

复合材料； 波纹梁； 损伤模型； 耐撞性； 层内和层间失效

耐撞性是指飞行器结构在发生可生还坠撞过程中具有的保护乘员安全的一种能力。随着航空技术的不断提高，全球航空事故的发生率在近几十年一直处于较低水平，且呈下降趋势，但是由于飞行次数的不断增加，航空事故总数并没有明显地减少。造成飞行器发生空难的意外因素较多，典型的如鸟撞、其他物体撞击导致的机械故障和恶劣气候条件等外在因素，还有发动机和操作系统等技术问题，使得航空事故始终无法避免。……