论文摘要：复合层合板静压失效机理研究

由集中压痕力的静水压痕引起的损伤敏感性是由先进层压复合材料制成的许多结构的主要弱点之一。静态压痕分析方法是针对复合材料层合板低速冲击方法提出的一种可替代且可重复的分析方法。本文建立了一个有效的计算模型来分析复合层合板在静态压痕过程中的分层和纤维断裂现象。计算模型基于有限元程序的三维渐变损伤理论，模拟层板静压的全过程。根据提出的单元失效判断准则和单元材料参数退化方法，可以逐层、逐单元地判断损伤，可以进行模拟。增加载荷下任意角度和层厚层合板的逐渐损坏和失效过程。本文对碳纤维增强环氧树脂基复合材料层压板在静压过程中的分层和纤维断裂现象进行了预测，并与实验结果进行了对比；碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料层压板 预测了静态压痕过程中分层损伤和最终失效接触力的大小，并与低速冲击下的结果进行了比较。数值模拟与实验结果吻合较好，数值验证了静态压痕分析法是复合材料层合板低速冲击损伤的一种替代分析方法。此外，本文还研究了支撑边界条件、压头直径等因素对预测结果的影响，通过程序可以得到各层的损伤面积。