碳纖維鋪層及三明治結構對復合材料層間性能及變形的影響

編號：CYYJ04073

篇名：碳纖維鋪層及三明治結構對復合材料層間性能及變形的影響

作者：毛德勝 白彧 李傳戈 周燕 韓遠飛 范蕙萍

關鍵詞： 碳纖維復合材料 變形 有限元分析 ABAQUS

機構： 青島城市學院機電工程學院

摘要： 隨著社會的發(fā)展,軌道交通的輕量化需求越來急迫。碳纖維復合材料CFRP具有高比強度、高比剛度等優(yōu)點,在軌道交通車輛的輕量化實現(xiàn)中表現(xiàn)出巨大的應用潛力。然而,由于CFRP的各向異性,不同鋪層方向的層間性能存在差異。CFRP制作過程中都會產(chǎn)生殘余應力,從而導致變形。為了更好地預測層間性能和控制CFRP的變形,對CFRP的層間性能和變形行為進行了深入研究,重點研究了對稱鋪層方案對層間性能的影響以及泡沫三明治結構對變形的影響。通過Abaqus進行模擬計算發(fā)現(xiàn),雖然鋪層的原始層和對稱層在CFRP厚度方向位置不同,但其應力水平及應力分布保持一致。此外,三明治結構對接觸面設置了粘性行為和損傷準則,三明治結構能夠有效降低變形量,提高整體的抗屈服和抗變形性能。研究結果表明,對稱鋪層方案和泡沫三明治結構可以有效改善CFRP的層間性能和變形,為軌道交通車輛的輕量化設計和變形控制提供重要的參考。