复合材料层合板抗冰雹冲击性能研究

复合材料在新型客机上得到广泛应用，飞行过程中机身外表可能遭受冰雹袭击，造成机体破坏，危害乘客安全。为研究复合材料蒙皮抗冰雹冲击性能，本文首先基于弹塑性模型，考虑应变率强化效应和脆性断裂行为，建立冰雹动态本构，并根据冰雹撞击传感器试验数据修正冰雹模型参数；然后通过引入三维Hashin失效准则和Cohesive界面元，模拟复合材料的纤维断裂、基体压溃和脱粘分层损伤破坏行为；进而建立复合材料层合板抗冰雹冲击的数值模型，并研究其在不同冲击速度下的动态响应和损伤特性。数值结果表明：针对本文复合材料层合板构型，冲击失效阚值能量为232J；冲击载荷峰值和冲击点位移随冲击速度的增大而增大，但增幅趋缓；分层损伤面积与冲击速度近似呈线性关系；相邻层的铺层角度差为90°时，其层间分层现象更为显著。