基于渐进失效理论的碳纤维/泡沫夹芯设备舱底板强度仿真

设备舱底板在列车行驶过程中会受到气动载荷与石子冲击的影响,其强度直接影响到设备舱内的设备安全。文章基于渐进失效分析理论和刚度退化模型,在验证仿真建模的准确性后,建立了碳纤维/泡沫夹芯设备舱底板的静强度与低速冲击工况下的有限元模型。基于有限元模型分析了设备舱底板在5种静强度工况下的失效因子、应变和失效载荷,讨论了200 J、300 J、400 J、500 J的冲击能量以及100 mm、200 mm、300 mm的冲头直径对设备舱底板抗冲击性能的影响。结果表明,设备舱底板满足静强度要求,其失效载荷为63.0 kPa,最大失效因子及最大应变位置位于螺栓孔周围;冲击接触力峰值、上面板凹陷深度及各铺层的基体失效面积随冲击能量的增加而增大,而冲头直径的变化对设备舱底板的低速冲击性能影响较小。