复合材料学报

作者：解江, 宋山山, 牟浩蕾, 刘冰, 冯振宇,

关键词：CFRP薄壁C型柱, 铺层方式, 失效模式, 吸能特性, 层合壳模型,

为了研究典型螺栓连接碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)薄壁C型柱的轴压失效模式及吸能特性，进行了5组不同铺层方式C型柱的准静态轴压试验，即0/90_4s、±45_4s、±45/90₂/0₄_s、±45/90/0₂/90/0₂_s、90/±45/0_2s，获得其失效形貌及载荷-位移曲线。采用Lavadèze单层壳单元模型、Puck-Yamada失效准则、层间胶粘单元及螺栓模型，建立C型柱层合壳模型进行轴压仿真，并与试验失效形貌、载荷-位移曲线及吸能特性评估指标进行对比分析。结果表明：0°、±45°、90°纤维可以显著影响C型柱轴压失效模式及吸能特性。在轴压载荷下，±45°纤维铺设C型柱发生局部屈曲失效模式，吸能特性差。±45°纤维铺设在外部，0°和90°纤维交替铺设在内部的C型柱，其轴压失效过程平稳，吸能特性好。与C型柱轴压试验结果相比，层合壳模型获得的整体变形和局部失效形貌吻合较好，载荷-位移曲线变化趋势和吸能特性评价指标基本一致。研究结果对CFRP薄壁C型柱吸能设计具有一定的指导意义。

来源：2021年第10期

《复合材料学报》期刊编辑部

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