叶文勋， 于哲峰

(上海交通大学 航空航天学院，上海 200240)

复合材料层压板在面外冲击下容易产生基体、纤维和层间等损伤，使其强度和抗失稳性能大幅降低。受到外物冲击时，板的响应模式取决于冲击体与板结构质量之比[1]。当冲击体质量大于冲击影响区域质量的2倍时，冲击时间较长，冲击载荷传到边界的时间相对冲击时间很短，冲击载荷的传递过程可以忽略，接触力与变形之间的关系与静力作用下的关系很接近，故视为准静态问题，这种冲击一般也称作大质量冲击或低速冲击。复合材料结构由于工具掉落产生的冲击一般都视作大质量冲击，在评价材冲击阻抗时一般采用落重冲击试验[2]或者是准静态压痕试验[3-4]。而当冲击体质量较小时，由于冲击时间很短，板的弯曲波传递过程不可忽略。若冲击接触过程中弯曲波传递不到边界，则将其定义为小质量冲击。小质量冲击产生的条件也可用板与冲击体的质量比来确定，对于方板，质量比小于0.23，对于圆板为0.29。碎石、冰雹等物体一般都产生小质量冲击，其冲击能量可达到几十至上百焦耳，同样会使层压板产生目视难检的内部分层损伤[5]。

层压板在冲击下产生的分层损伤会使局部的弯曲刚度降低，受压情况下提前失稳，这通常是最关注的一种损伤。在落重冲击试验中，当产生较大分层时，弯曲刚度也大幅降低，接触力时间历程曲线上会有突然的降低，对应的值称为分层阈值力(Delamination Threshold Load, DTL)[6]。……