复合材料学报

作者：孙振辉, 铁瑛, 侯玉亮, 李成,

关键词：复合材料, 胶接修补, 相对冲击位置, 补片层数, 低速冲击,

本文针对碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料修补结构，基于连续损伤力学和粘结单元模型，在ABAQUS软件中对低速冲击载荷下不同冲击位置和补片层数的CFRP复合材料层合板内部和层间损伤进行了数值分析，并与试验结果进行了对比。选择相对冲击位置为0 mm、10 mm、20 mm、30 mm和40 mm时对应的五种修补结构，通过数值计算和试验，获得了修补结构在低速冲击过程中的冲击力、冲击能量等数据。在保持补片单层厚度不变的前提下，使补片层数从1层增加到5层，计算获得了修补结构的低速冲击响应。研究结果表明：冲头接触修补结构时会对补片造成较大的损伤，补片可以提高含孔损伤母板的抗冲击性能；冲击点离修补结构损伤孔越近，结构受冲击所产生的分层损伤越严重；增加补片的层数可以提高修补结构的抗冲击性能；通过对补片层数进行优化，得到优化层数为2，其对应的修补结构与无修补结构相比分层损伤面积减少了19.9%，较好地提升了母板的抗冲击性能。

来源：2019年第5期

《复合材料学报》期刊编辑部

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