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復合材料機翼格柵結構低速沖擊損傷仿真研究

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-05-23  來源:復材應用技術網  瀏覽次數:27

       針對采用格柵結構的某無人機機翼,研究了機翼格柵結構在承受低速沖擊下結構材料的損傷特性;在ABAQUS軟件中建立了沖擊損傷過程有限元模型,采用Hashin- Rotem應變失效準則和Camanho參數退化方式,對無穿透破壞前提下的單側帶蒙皮格柵結構進行了沖擊仿真實驗。研究了針對不同格柵結構構型、不同沖擊位置、不同沖擊能量等情況下的損傷特性。結果表明:對結構不同位置進行沖擊時,結構損傷類型、面積、擴展特性等都有極大的不同,而且復合材料結構不同鋪層的損傷特性也有很大差異;驗證了格柵結構對損傷擴散具有良好的限制能力,表明格柵結構具有很好的抗損傷能力。

      格柵結構AGS(advanced grid structure)的雛形是在20世紀70年代由美國麥道公司首先提出,由于其具有良好的幾何拓撲優化性、很高的比強度和比剛度、良好的抗損傷能力、很高的結構效率和質量效率,顯示出了無可比擬的應用前景,在航空航天領域受到了廣泛的關注與應用。

      近年來,國內外很多學者對格柵結構材料的力學性能、制備工藝方法、結構優化等方面進行了深入而廣泛的研究[1-2]。作為一種以航空航天領域作為應用對象的結構材料,其損傷特性直接影響到飛行器的飛行安全,因此對其損傷類型、損傷模式和損傷機制等也需要進行深入的研究。陳浩然等研究了含多分層損傷AGS的熱機耦合屈曲特性,發現AGS圓柱殼結構具有較強的抗熱屈曲的能力和良好的損傷容限性;張志峰.提出了一種用于AGS結構的損傷開始和擴展分析方法,并使用典型算例證明了此方法的有效性;陳博 利用有限元模擬了承載過程中AGS逐步破壞行為,研究了在壓縮載
荷作用下,溫度變化、分層大小等因素對含分層損傷復合材料格柵加筋板殼結構的線性屈曲和后屈曲性態的影響;Higgins等針對格柵型整流罩結構加強肋與蒙皮交接處的破壞特征,給出了格柵肋蒙皮的破壞準則,并通過實驗進行了驗證;Chen和Huang[]利用應變梯度理論研究了裂紋在二維胞元材料內的擴展,得到了格柵結構的斷裂韌性;Fleck和Qiu利用有限元研究了不同構型格柵的斷裂韌性,研究表明Kagome格柵具有較好的損傷容限。

資料下載:   復合材料機翼格柵結構低速沖擊損傷仿真研究.pdf
 
 
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