网站原创摘 要 ：为预测复合材料结构的冲击吸能效果,用三维有限元法模拟金属圆柱体冲击碳纤维层合板的过程.层合板被简化为三维正交各向异性材料板；采用Abaqus提供的vumat等扩展编程接口,用FORTRAN编写程序表征材料的弹性、强度和累积失效,实现动态破坏过程仿真；计算结果与冲击试验结果具有可比性.Abaqus的显式分析方法结合编程接口可用于层合板的冲击吸能仿真,结果的准确性取决于用户建立的材料模型.对不同速度、质量和直径的金属圆柱体的冲击进行计算,结果表明在穿透情况下,随着圆柱体速度的增加,圆柱体的动能衰减增多,而系统动能的减少相对稳定,因此后者更适合于临界速度的计算.
关 键 词 ： 复合材料； 冲击； 侵蚀； 吸能； 仿真模拟； 有限元
中图分类号： V258.3； TB115.1文献标志码： B
| 有关论文范文主题研究: | 关于计算机模拟的文章 | 大学生适用: | 学院学士论文、本科论文 |
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作者简介： 朱亦钢（1960―）,男,山东邹平人,高级工程师,硕士,研究方向为复合材料力学性能分析与仿真,（）zygso@sohu.0引言
连续纤维增强的复合材料由于强度高、重量轻而越来越多地应用在航空航天飞行器结构上,新结构设计时需评估飞行壳体和结构对外部或自身失效碎块撞击的抵御能力.物体的冲击破坏是在短时间内发生的动态过程,受到制件和冲击物的材质、形状以及撞击速度等因素影响,实物试验难以模拟各种情况.
近年来,随着计算机模拟技术的发展,通过数值仿真方法可以计算出各种预设条件下的冲击过程和效果,从而大量减少实物试验.复合材料结构的冲击分析除考虑一般侵蚀过程所面临的各种影响因素外,还包括材料基体和增强体的不同性能、铺层的各向异性以及损伤失效方式的变化和作用等.
虽然Abaqus具有较强的非线性力学计算能力[12],但是对于冲击侵蚀等三维复杂问题,6.9版本的Abaqus/CAE前处理界面中也未提供直接建立模型的完整方法.计算时对材料模型采用平台提供的FORTRAN编程接口技术,冲击接触过程则需要编辑输入文件.