濕熱環(huán)境對碳纖維復合材料防撞梁低速碰撞損傷的影響

編號：CYYJ043536

篇名：濕熱環(huán)境對碳纖維復合材料防撞梁低速碰撞損傷的影響

作者：陳歷 朱孫科 董紹江 肖勇 宋霞

關(guān)鍵詞： 碳纖維復合材料 濕熱環(huán)境 顯式動力學 VUSDFLD子程序 Hashin失效準則

機構(gòu)： 重慶交通大學機電與車輛工程學院 武漢華夏理工學院機電與車輛工程學院

摘要： 為研究濕熱環(huán)境對碳纖維增強復合材料(CFRP)防撞梁力學性能的影響,通過建立考慮濕熱效應的碳纖維復合材料失效預測模型對23℃干態(tài)(RTD)材料進行濕熱環(huán)境下性能預測,得到70℃干態(tài)(ETD)和70℃平衡吸濕(ETW)環(huán)境下的材料性能。采用實體單元模擬復合材料力學特性,建立不同濕熱環(huán)境下CFRP防撞梁低速碰撞有限元顯式動力學模型,發(fā)展了考慮濕熱效應Hashin失效準則的VUSDFLD子程序來判定低速碰撞時CFRP防撞梁7個方向的損傷程度。在此基礎上,對與VUSDFLD子程序聯(lián)合的碳纖維復合材料失效預測模型進行相同實驗條件下的拉伸仿真,仿真結(jié)果與實驗結(jié)果吻合良好,驗證了模型的有效性。開發(fā)了基于ABAQUS接口的Python自動后處理程序來統(tǒng)計CFRP防撞梁各個鋪層、方向的損傷單元數(shù)。結(jié)果表明,相較于23℃干態(tài)環(huán)境,70℃干態(tài)和70℃平衡吸濕環(huán)境下的CFRP防撞梁單元損傷率分別增加了22%、49.6%;CFRP防撞梁兩端點位移分別增加了1.33 mm、4.51 mm。本研究為評價濕熱環(huán)境對碳纖維復合材料防撞梁低速碰撞損傷的影響提供了新的評價方法及思路。