玻璃纤维复合材料砂石冲击数值模拟与试验研究

本文总结以往砂石撞击的文献资料,得到砂石撞击时的速度和能量等参数。进行了砂石撞击复合材料平板的试验,并且建立了玻璃纤维复合材料平板砂石撞击的LS-DYNA有限元计算模型,将砂石撞击试验的结果与LS-DYNA有限元仿真计算的结果进行对比,使计算中的复合材料行为与试验中的行为相同。通过对砂石模型的编程处理,使计算中砂石的行为与砂石在撞击中的行为相一致。通过这种方法,得到了采用LS-DYNA软件计算砂石撞击时复合材料平板及砂石的准确参数及相关接触参数。在今后砂石撞击雷达罩的计算中,将复合材料平板的模型替换为雷达罩模型,即可形成准确的雷达罩与砂石撞击的有限元模型,再采用LS-DYNA进行雷达罩与砂石撞击的计算,便可得到可靠的仿真计算结果。

舰船碳纤维复合材料抗砂石冲击测试技术研究

在海洋滩涂环境中,碳纤维复合材料易遭受砂石冲击,为了研究砂石冲击对碳纤维复合材料的损伤情况,有必要对砂石冲击测试技术进行研究。基于压缩空气炮系统对砂石进行加速,采用高速摄像机获取砂石冲击的瞬时速度,得到砂石冲击碳纤维复合材料的瞬时能量值。冲击完成后,采用超声探伤仪对冲击区域进行无损检测,获取碳纤维复合材料遭受冲击后的内部损伤情况。试验表明,采用该测试技术能够很好地描述碳纤维复合材料遭受砂石冲击的过程。当砂石冲击能量大于0.5 J时碳纤维复合材料的主要损伤形式为纤维断裂损伤,采用弹性涂层可以有效地提高碳纤维复合材料抗砂石冲击的性能。研究结果为舰用碳纤维复合材料的抗砂石冲击研究奠定了一定的技术基础。