轴压载荷下复合材料蜂窝夹芯板的稳定性研究

采用试验和数值仿真方法对碳纤维复合材料蜂窝夹芯板的压缩稳定性及失效行为展开了研究。利用ABAQUS及UMAT子程序建立了基于连续介质损伤力学的损伤演化模型,采用复合材料面板中纤维与基体及蜂窝芯层的损伤判据和材料性能退化方案,获取其压缩屈曲临界载荷、损伤起始位置及破坏载荷。设计了相关试验件及试验方案并进行压缩稳定性试验,仿真和试验结果吻合较好,验证了模型的有效性。结果表明,夹芯板在轴压载荷下发生屈曲进入后屈曲状态,结构仍具有一定的承载能力,失效基本发生在过渡位置,主要失效模式为蒙皮-芯层开裂、蜂窝芯层破坏及面板纤维压断,且不含过渡区域的夹芯板的屈曲载荷大于含过渡区的夹芯板。研究结果可为后续复合材料夹芯结构稳定性设计提供数据支持和理论参考。