雷击冲击力作用下复合材料层合板动力学响应及损伤特性

采用基于连续介质损伤理论(CDM)的复合材料三维渐进损伤分析模型,以ABAQUS有限元分析软件为平台,结合VUMAT子程序,对雷击冲击力作用下的复合材料层合板进行了三维动力学分析,研究了雷击冲击力作用下层合板的动力学响应及损伤特性。结果表明,在雷击冲击力作用下,层合板做降幅振荡运动,冲击力做功与层合板内能和动能相互转换,同时伴随着黏性耗散能,冲击力做功大小可用雷电流库伦量与作用积分的函数表示;层合板损伤由外力做功大小决定,对于同种材料,基体、纤维及分层损伤分别存在不同的损伤能量临界值,当冲击力做功大于该值,层合板会产生对应的损伤;在相同边界支持条件下,冲击力总功最大值决定了不同损伤类型损伤状态变量的大小,与波形参数和峰值电流无关。