缝合加筋壁板低速冲击和冲击后压缩损伤分析

Stitched stiffened laminate is a typical bearing structure, which is wide used in aerospace. Low-velocity impact is the main damage model of stitched stiffened laminates, which reduce the compressive carrying capacity and influence the structural safety. The research of stitched stiffened laminate subjected to low-veloctiy impact and compression after impact is one of research hotspot in composite fields. This project will study the failure mode and failure mechanism by low-impact and compression experiment and find the corresponding failure criterion and dmage evolution law, introduce cohesive element simulate the mechanical behavior of interface, use the truss element simulate stitched line, use FEM to establish a integrative analytical method to simulate the progressive damage of stitched stiffened laminates under impact load and compressive load. The influence law of geometric parameters and physical parameters will be discussed, which will be provided as reference for design and application.

缝合复合材料加筋壁板是一种典型的承载结构，已在航空航天领域得到广泛应用，低速冲击损伤是其最主要的损伤形式，大幅度降低该结构压缩承载能力，严重危害结构的安全。因此，缝合复合材料加筋壁板的低速冲击和冲击后压缩的损伤研究已成为该领域的研究热点问题之一。本项目将通过对缝合加筋壁板进行低速冲击和冲击后压缩实验研究，揭示其失效模式与破坏机理，并提出相应的失效判据及损伤演化规律，引入界面元模拟层间界面的力学行为，采用杆单元模拟缝线的作用，应用有限元方法建立缝合加筋壁板低速冲击和冲击后压缩的三维渐进损伤分析方法，实现低速冲击和冲击后压缩的一体化分析。系统研究各几何参数、物理参数对加筋壁板低速冲击损伤和冲击后压缩强度的影响规律，为缝合加筋壁板结构设计和应用提供参考依据。

缝合复合材料加筋壁板是一种典型的承载结构，已在航空航天领域得到广泛应用，低速冲击损伤是其最主要的损伤形式，大幅度降低该结构压缩承载能力，严重危害结构的安全。因此，缝合复合材料加筋壁板的低速冲击和冲击后压缩的损伤研究已成为该领域的研究热点问题之一。本项目主要研究内容：缝合复合材料层板低速冲击和冲击后压缩实验研究；缝合复合材料层板低速冲击和冲击后压缩渐进损伤分析；缝合加筋壁板低速冲击和冲击后压缩的损伤分析。研究结果表明：与未缝合层板相比，缝合层板具有更好的抗冲击性能，更高的冲击后压缩强度；冲击能量越大，缝合的作用越明显；缝合密度越大的层板抗冲击性能越好，冲击后压缩强度越高；加筋形式、缝合方向和铺层顺序是影响低速冲击和冲击后压缩性能的重要因素。采用本项目建立的缝合加筋壁板低速冲击和和冲击后压缩分析方法，可以对缝合结构进行有效的结构冲击分析，为缝合加筋壁板结构设计和应用提供参考依据。.