复合材料学报

作者：曹俊超, 孙建波, 曹勇, 张晨旭, 杨智勇, 张超,

关键词：混杂纤维, 复合材料, 高速冲击, 有限元模型, 渐进损伤本构, 临界穿透速度,

开展了混杂纤维自动铺丝环氧树脂复合材料层合板高速冲击失效行为的研究。首先，测试了纯碳纤维增强环氧树脂层合板和纯芳纶纤维增强环氧树脂层合板的准静态力学性能，以获得其力学性能参数；然后，以芳纶纤维质量分数为基准，开展了不同混杂比层合板的钛合金弹体高速冲击试验，探究混杂比对混杂纤维增强环氧树脂复合材料抗冲击性能的影响；接着，建立了混杂纤维增强环氧树脂复合材料层合板的高速冲击有限元模型，基于Murakami-Ohno损伤演化理论建立了复合材料层合板的渐进损伤本构模型，并引入应变率效应系数以考虑应变率的影响，采用损伤变量和单元畸变协同控制单元删除。开展了不同混杂比层合板的高速冲击模拟，分别得到了相应的临界穿透速度。高速冲击试验结果表明，临界穿透速度随着混杂比的增加呈现逐渐增加的趋势，具有正混杂效应。通过与相应的准静态及高速冲击试验结果对比，该模型能够比较准确的预测混杂纤维增强环氧树脂复合材料层合板的准静态力学响应和高速冲击响应，临界穿透速度结果相差在4.5%以内。

来源：2022年第10期

《复合材料学报》期刊编辑部

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