濕熱環(huán)境對(duì)碳纖維復(fù)合材料防撞梁低速碰撞損傷的影響

編號(hào)：CYYJ043536

篇名：濕熱環(huán)境對(duì)碳纖維復(fù)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(fù)合材料 濕熱環(huán)境 顯式動(dòng)力學(xué) VUSDFLD子程序 Hashin失效準(zhǔn)則

機(jī)構(gòu)： 重慶交通大學(xué)機(jī)電與車(chē)輛工程學(xué)院 武漢華夏理工學(xué)院機(jī)電與車(chē)輛工程學(xué)院

摘要： 為研究濕熱環(huán)境對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)防撞梁力學(xué)性能的影響,通過(guò)建立考慮濕熱效應(yīng)的碳纖維復(fù)合材料失效預(yù)測(cè)模型對(duì)23℃干態(tài)(RTD)材料進(jìn)行濕熱環(huán)境下性能預(yù)測(cè),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(shí)體單元模擬復(fù)合材料力學(xué)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(dòng)力學(xué)模型,發(fā)展了考慮濕熱效應(yīng)Hashin失效準(zhǔn)則的VUSDFLD子程序來(lái)判定低速碰撞時(shí)CFRP防撞梁7個(gè)方向的損傷程度。在此基礎(chǔ)上,對(duì)與VUSDFLD子程序聯(lián)合的碳纖維復(fù)合材料失效預(yù)測(cè)模型進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)條件下的拉伸仿真,仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好,驗(yàn)證了模型的有效性。開(kāi)發(fā)了基于ABAQUS接口的Python自動(dòng)后處理程序來(lái)統(tǒng)計(jì)CFRP防撞梁各個(gè)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?jiǎn)卧獡p傷率分別增加了22%、49.6%;CFRP防撞梁兩端點(diǎn)位移分別增加了1.33 mm、4.51 mm。本研究為評(píng)價(jià)濕熱環(huán)境對(duì)碳纖維復(fù)合材料防撞梁低速碰撞損傷的影響提供了新的評(píng)價(jià)方法及思路。