赵明明，胡业发，张锦光，洪 涛

(1.武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070;2.武汉理工大学 先进材料制造技术与装备研究院，湖北 武汉 430070)

近年来碳纤维复合材料因其比强度大、比模量高、抗疲劳性好、可设计性强等特点被广泛应用在汽车主承力和次承力结构件上。汽车在实际的使用中，往往会受到冲击载荷的作用，CFRP(carbon fiber reinforced polymer/plastic)结构的强度会出现一定程度的下降对其力学性能造成了威胁。研究表明，低速冲击作用后，CFRP结构的强度会出现一定程度的下降，严重时会高达60%[1]，给CFRP结构的使用性能带来了严重的威胁。因此对CFRP胶接接头低速冲击的研究十分重要。

对于复合材料胶接接头的低速冲击及剩余强度分析问题的研究主要分为3个方面：一是复合材料胶接接头的基础理论研究；二是复合材料胶接接头的低速冲击损伤研究；三是含低速冲击损伤复合材料胶接接头的剩余强度研究。有限元分析方法在研究胶接接头的损伤行为问题上具有明显优势。目前使用最多的内聚力模型(cohesive zone model，CZM)，是损伤力学模型的一种。赵宁[2]、杨小辉[3]使用内聚力模型，研究了胶接接头的损伤行为；Floros[4]分别对I型、II型和混合型这3种断裂模式下胶接接头的损伤行为进行了分析，预测了胶接接头的强度；Shojaeefard[5]在ABAQUS软件中编写了用户子程序，使用内聚力模型模拟胶层，分析得到了单搭接胶接接头的强度。当前，学者们普遍采用试验和有限元分析方法来研究胶接接头的低速冲击问题。Vaidya[6]、李智[7]、Zhang[8]等学者研究发现：横向冲击作用下胶层的应力集中程度很高，当胶接接头需承受横向冲击载荷时，胶层属于薄弱环节，需重点关注。……