2.5维机织复合材料低速冲击性能研究

合集下载

复合材料冲击疲劳、多点冲击、重复低速冲击研究进展综述

复合材料冲击疲劳、多点冲击、重复低速冲击研究进展综述
纤维增强聚合物(FRP)复合材料由于其优异的力学性能，特别是由于其最佳的强度重量比和刚度重量比，在过去几十年里，其需求不断增加。

然而，复合材料的问题是，它们对平面外载荷，特别是冲击载荷特别敏感。

在使用过程中，复合材料构件会经历复杂的加载条件，导致复杂的应力状态，从而促进多种损伤机制的发展和它们之间的耦合。

低速冲击是最关键的载荷类型，它会在结构内部造成损伤，而不会在表面造成可见的损伤。

在进行常规目视检查时，检查人员往往会忽略低速冲击。

由于复合材料的异质性，其断裂行为和形态的表征比传统材料更难。

因此，低速冲击破坏通常是复杂的，涉及多种破坏机制，如局部永久变形、基体开裂、分层、纤维断裂和界面脱粘等等。

在过去的20年里，研究的重点是复合材料结构在受到各种冲击载荷（单次、重复和多点冲击）后的性能表现。

关于单次冲击，对复合材料结构的破坏一般有两种类型：完全穿透（如高速冲击）和不穿透（如低速冲击）。

当复合材料结构被放置在使用环境下时，它们可能会被低能量的冲击反复击中，导致基体逐渐开裂、分层和纤维断裂。

对复合材料部件的单一冲击可能不会导致任何损害，但由多次或重复冲击引起的损害的积累可能会大大增加降低FRP的承载能力的概率，最终导致意外故障。

复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用

复合材料低速冲击损伤研究及等效模型的应用摘要：本文主要研究了复合材料在低速冲击下的损伤机制，并通过等效模型的应用，提出了针对复合材料低速冲击损伤的评估方法。

本文首先介绍了复合材料的基本概念、特点及应用领域，然后重点分析了复合材料在低速冲击下的损伤机理，接着阐述了等效模型的理论基础及其在复合材料损伤评估中的应用，最后总结了该研究的成果及未来发展方向。

一、复合材料的基本概念、特点及应用领域复合材料是一种由两种或两种以上的材料通过物理或化学方法结合而成的材料。

相比于传统材料，复合材料具有优异的力学性能、化学稳定性、电磁性能等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器、建筑等领域。

二、复合材料低速冲击损伤的机理分析复合材料在低速冲击下的损伤机理较为复杂，主要受到冲击能量、冲击角度、材料组成等因素的影响。

根据大量的实验研究表明，复合材料在低速冲击下的损伤主要表现为层间撕裂、分层、纤维断裂等形态。

这些损伤形态的产生主要是由于冲击能量在材料内部传递时，产生了较大的内应力，导致材料的结构发生破坏。

三、等效模型的理论基础及其在复合材料损伤评估中的应用等效模型是一种基于物理量的数学模型，用于描述复合材料的力学性能。

等效模型的理论基础包括应力张量、应变张量、能量方程等。

在复合材料中，等效模型的应用可以有效地评估材料的损伤程度，为材料的修复和使用提供依据。

四、结论与展望本文研究了复合材料在低速冲击下的损伤机制，并通过等效模型的应用，提出了针对复合材料低速冲击损伤的评估方法。

实验结果表明，该方法能够有效地评估复合材料的损伤程度，为材料的修复和使用提供依据。

然而，复合材料低速冲击损伤的研究仍存在一定的局限性，如实验条件的限制、模型参数的确定等。

未来可以通过优化实验条件、改进模型参数等方法，进一步提高该研究的准确性和可靠性。

此外，随着复合材料在各个领域的应用越来越广泛，对于复合材料损伤评估的需求也越来越大。

复合材料层合板低速冲击后的力学性能试验研究

ａｆｔｅｒｉｍｐａｃｔ．Ｔｈｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｆｄｅｎｔｄｅｐｔｈｏｎｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅ、ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅａｎｄｌｆｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｔｈｇｏｆｌａｍｉｎａｔｅｓｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅ
ｂｉｇｇｅｓｔｄｅｃｒｅａｓｉｎｇａｍｐｌｉｔｕｄｅＷｓａｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｔｈｇａｆｔｅｒｉｍｐａｃｔｗｈｉｃｈｓｈｏｕｌｄｂｅｎｏｔｉｃｅｄ．Ｔｈｅｒｅｉｓｉｎｆｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｏｆｔｈｅｄｅｎｔｄｅｐｔｈｎｄａｔｅｎｓｉｌｅ，ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ，ｌｆｅｘｕｒａｌｓｔｒｅｎｔｈｇ．ＫＥＹＷＯＲＤＳｃｏｍｐｏｓｉｔｅｌａｍｉｎａｔｅｓ；ｌｏｗ —ｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔ；ｉｍｐａｃｔｄａｍａｇｅ；ｒｅｓｉｄｕｌａｓｔｒｅｎｔｈｇ
１引言
纤维增强树脂基复合材料由于具有高的比刚度和比强度、抗疲劳性能好及良好的可设计性等优点得到了广泛应用。然而，复合材料结构在使用过程中会经常遇到冲击问题，如飞鸟的撞击、维修时不慎掉落的工具和跑道上溅起的沙石等，这些冲击常使

含减纱2.5D机织碳

含减纱2.5D 机织碳/环氧复合材料低速冲击损伤机制张典堂，窦宏通，董放，江昊（江南大学生态纺织教育部重点实验室，江苏无锡214122）摘要：针对锥形回转体构件常用的减纱工艺，设计和制备了不含减纱、含半列减纱和含整列减纱2.5D 机织碳/环氧复合材料。

分别设置54J 和72J 的冲击能量，采用落锤冲击仪对3种复合材料开展了低速冲击试验，获取了载荷-时间曲线，并采用Micro-CT 开展了损伤形貌和损伤量化分析。

基于低速冲击损伤“局部”分布特征，建立了一种宏-细观混合有限元模型，开展了3种复合材料的低速冲击数值模拟，并揭示了失效机理。

结果表明：数值模拟的力学响应曲线及损伤形貌与对应试验结果吻合较好；相比于不含减纱试样，在54J 冲击能量下，含半列减纱和整列减纱试样的冲击损伤体积分别增加了21.0%和34.8%；在72J 冲击能量下，含半列减纱和整列减纱试样的冲击损伤体积分别增加了15.7%和24.4%。

可以看出，减纱点的引入明显降低了结构的承载效率。

关键词：减纱；2.5D 机织复合材料；低速冲击；损伤机制；混合模型中图分类号：TB332文献标志码：A 文章编号：员远苑员原园圆源载（圆园23）园6原园园24原09收稿日期：2022-12-04基金项目：国家自然科学基金资助项目（11702115，12072131）通信作者：张典堂（1986—），男，博士，研究员，主要研究方向为先进纺织复合材料制备。

E-mail ：**************************.cnLow-velocity impact damage mechanism of 2.5D woven carbon/epoxycomposites with yarn reductionZHANG Diantang ，DOU Hongtong ，DONG Fang ，JIANG Hao（Key Laboratory of Eco-Textiles Ministry of Education ，Jiangnan University ，Wuxi 214122，Jiangsu Province ，China ）Abstract ：The 2.5D woven carbon/epoxy composites without yarn reduction袁with half rows yarn reduction and with all rowsyarn reduction were designed and prepared for the common yarn reduction process of conical rotating members.The impact energy levels of 54J and 72J were set袁respectively.Low-velocity impact tests were carried out onthree composite materials using a drop hammer impactor袁and load-time curves were obtained.Micro-CT was al鄄so used to carry out the damage morphology and damage quantification analysis.A macro-meso hybrid finite ele鄄ment model is developed based on the 野local冶distribution characteristics of low-velocity impact damage.Numer鄄ical simulations of low-velocity impacts of three composite materials were carried out to reveal the failure mecha鄄nisms.The results show that the mechanical response curves and damage morphology of the numerical simulation are in good agreement with the corresponding experimental results.Meanwhile袁compared with without yarn re鄄duction.At the impact energy of 54J袁the impact damage volume increased by 21.0%and 34.8%for the speci鄄mens with half-row yarn reduction and whole row yarn reduction袁respectively.At the impact energy of 72J袁the impact damage volume increased by 15.7%and 24.4%for the half rows yarn reduction and all rows yarn reduc鄄tion袁respectively.It can be seen that the introduction of the yarn reduction point significantly reduces the load-bearing efficiency of the structure.Key words ：yarn reduction曰2.5D woven composites曰low-velocity impact曰damage mechanism曰hybrid model近年来，随着2.5D 机织预成型技术的日益成熟及机械自动化程度的提高，2.5D 机织复合材料因其细观结构设计性强、力学性能优异和近净成形等优势，愈发广泛地应用于航天发动机喷管、航天天线罩和航空发动机燃烧室火焰筒等锥形回转体部件[1]。

低速冲击下纤维金属层合板抗分层性能研究_物理论文

低速冲击下纤维/金属层合板抗分层性能研究_物理论文论文导读:本文采用粘聚区域模型，对金属/纤维层合板(FMLs)在低速冲击载荷作用下抗分层性能进行研究。

粘聚力模型对裂纹的模拟具有它独特的优势：一是该模型不需要预先假设初始缺陷；二是在计算过程中随着裂纹的扩展，该方法不需要重新对结构进行网格划分。

为了考察粘聚力模型对分层开裂模拟的有效性，本文首先对低速冲击载荷作用下，纤维层合板(FRP)的分层进行了模拟。

结果显示该模型可以对分层的扩展方式、分层形状进行有效地预测。

在此基础上，研究了低速冲击载荷作用下，不同金属含量的纤维/金属层合板抗分层性能，并与纤维层合板进行了比较。

最后从能量的角度讨论了金属含量与铺层结构对FMLs低速冲击性能的影响。

论文关键词：纤维/金属层合板，粘聚区域模型，低速冲击，分层0引言纤维/金属层合板是由纤维单层板与金属薄板按一定规则排列、粘结而成的一种混杂层合板。

这种层合板产生的根本原因是为了将纤维复合材料优良的抗疲劳、比强度高、比模量大的特点同金属优秀的断裂韧性、冲击性能结合起来[1, 2]。

再加上一些其他的优势，比如重量、费用的缩减。

因此，纤维金属层合板在研究上得到了越来越多的关注，在航空工业中也得到越来越多的应用。

目前很多研究表明GLAEE TM，相对于整块的铝合金具有更优越的疲劳性能[3-5]，同时一些证据显示纤维金属层合板相对于纤维层合板具有更优良的冲击性能[6, 7]。

但是对要清楚其中的失效机理及准确预测材料与结构失效行为还有待更多的研究。

分层是低速冲击载荷作用下，纤维增强层合板结构内极易发生的一种层间失效模式，也是最重要的一种失效模式。

这主要是由于层合结构单层板之间的界面断裂韧性低于面内的断裂韧性引起的，尤其是对于那些位维铺层角不同的单层板形成的界面[8]。

在过去几十年中，多种断裂力学的方法被用来研究分层机制[9]。

在这些方法中，虚拟裂纹闭合技术可能是被采用最多的工具。

低速冲击作用下层合板损伤试验研究与数值分析

低速冲击作用下层合板损伤试验研究与数值分析张维【摘要】参照标准试验方法,开展了层合板低速落锤冲击试验,获取了不同冲击能量下凹坑深度等试验数据,并对含冲击损伤层合板进行了剩余压缩强度试验.研究了凹坑深度-冲击能量、剩余压缩强度-凹坑深度的变化关系,并讨论了低速冲击过程中的损伤演变过程和层合板的压缩破坏模式.建立了层合板低速冲击损伤分析模型,分别采用Hashin失效准则和界面单元模拟单层失效与分层损伤,利用有限元分析了层合板低速冲击过程,得到了不同冲击能量下分层损伤面积.结果表明,凹坑深度可以较好地表征层合板抵抗冲击的能力,随着冲击能量的增大,剩余压缩强度随凹坑深度的增加而明显降低.有限元分析得到的分层损伤面积与含损伤层合板超声C扫描结果吻合较好.【期刊名称】《工程与试验》【年(卷),期】2018(058)002【总页数】5页(P24-28)【关键词】低速冲击;层合板;损伤;失效【作者】张维【作者单位】中国飞机强度研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】V216.5+51 引言纤维增强复合材料与常规金属材料相比，具有比强度高、可设计性强、工艺性好等诸多优点，因而广泛地应用于航空航天领域[1]。

复合材料结构对面外冲击载荷较为敏感，冲击造成的损伤会大幅削弱层合板压缩强度，使得结构承载能力大大降低[2]。

因此，复合材料冲击损伤越来越多地受到广大研究者的关注。

试验研究与数值模拟是研究复合材料冲击损伤问题最主要的两种手段。

杨宇等[3]研究了含损伤层合板的压缩破坏机制，通过超声C扫描和声发射获得了分层损伤分布和压缩破坏过程。

程小全等[4]进行了不同能量下层合板冲击试验，给出了不同冲击能量下冲击表面与冲击背面的损伤状态。

刘洪权等[5]建立了模拟层间应力及损伤的有限元模型，采用内聚力单元模拟层间损伤起始与扩展，数值模拟结果与试验结果吻合较好。

Moural等[6]在板壳元基础上发展了一种新力学模型，将低速冲击视为准静态过程，没有考虑渐进损伤。

叠层缝合碳纤维增强铝基复合材料低速冲击及冲击后剩余压缩力学性能

叠层缝合碳纤维增强铝基复合材料低速冲击及冲击后剩余压缩力学性能顾姝, 蔡长春, 余欢*, 徐志锋, 王振军（南昌航空大学轻合金加工科学与技术国防重点学科实验室, 南昌 330063）摘要：以铝合金ZL301为基体，碳纤维叠层缝合织物为增强体，采用真空压力浸渗工艺制备叠层缝合碳纤维增强铝基（叠层缝合C f /Al ）复合材料。

通过室温落锤冲击实验，研究冲击载荷及能量随时间的变化行为规律，采用光学显微镜和工业数字X 射线成像系统观测其冲击损伤形貌，分析冲击损伤机理。

通过冲击后压缩（CAI ）实验，研究复合材料在不同冲击能量下沿经纱方向的剩余强度，观察压缩试样宏观与微观断口形貌，分析压缩失效机制。

结果表明：冲击载荷作用下叠层缝合C f /Al 复合材料发生了显著的局部损伤，正面损伤区域出现了较明显的凹坑，而其背面出现明显的沿经向的裂纹，裂纹长度随冲击能量增加而增大，损伤模式主要表现为基体开裂和纤维断裂拔出；冲击后的经向压缩强度随冲击能量的增大而下降，压缩后的复合材料出现了从冲击裂纹端部沿纬纱方向扩展到试样边缘的横向裂纹，压缩宏观断口中纱线结构破坏严重程度随冲击能量的增加而加重，而压缩后的微观断口均呈现出纤维剪切断裂后参差不齐的形貌。

关键词：叠层缝合；C f /Al 复合材料；低速冲击；冲击后压缩；失效机制doi ：10.11868/j.issn.1005-5053.2021.000209中图分类号：TB333 文献标识码：A 文章编号：1005-5053(2022)03-0080-09纤维增强复合材料（FRP ）因密度小、比强度高、比模量大、各项力学性能优异而被广泛应用，其中碳纤维增强复合材料（CFRP ）以其高强高模、耐高温、可多维编织、热力学性能优良等特点脱颖而出，广泛应用于航空航天领域，但其特殊的使用环境中存在如飞鸟、冰雹等外来物体的冲击，对复合材料造成一定程度的损伤，降低其力学性能，缩短其使用寿命，影响飞行安全。

复合材料层合板低速冲击后的力学性能试验研究

复合材料层合板低速冲击后的力学性能试验研究邓立伟;陈新文;王海鹏;罗舒【摘要】The tensile、compressive and flexural strength were tested for 5224/CF3052 plain weave composite laminates after impact.The influence of dent depth on the tensile、compressive and flexural strength of laminates was researched .The results show that decreasing amplitude of tensile、compressive and flexural strength were 60.9%,50.4%,and28.4%,the biggest decreasing amplitude was tensile strength after impact which should be noticed .There is infection in the relation curve of the dent depth and tensile ,compressive,flexural strength.%对特定铺层的5224/CF3052平纹织物复合材料层合板进行了低速冲击和冲击后拉伸、压缩及弯曲试验。

探讨了层合板在冲击试验过程中的损伤过程、特征和机理；分析了凹坑深度对层合板冲击后拉伸、压缩和弯曲强度的影响规律。

结果表明：冲击后拉伸、压缩及弯曲强度降幅分别为60．9％、50．4％及28．4％，冲击后拉伸强度降幅最大，应引起注意。

与冲击后压缩试验结果类似，凹坑深度与冲击后拉伸、弯曲剩余强度关系曲线存在拐点现象。

【期刊名称】《纤维复合材料》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】4页(P17-20)【关键词】复合材料层合板;低速冲击;冲击损伤;剩余强度【作者】邓立伟;陈新文;王海鹏;罗舒【作者单位】北京航空材料研究院，北京100095;北京航空材料研究院，北京100095;北京航空材料研究院，北京100095;中航试金石检测科技有限公司，北京100000【正文语种】中文纤维增强树脂基复合材料由于具有高的比刚度和比强度、抗疲劳性能好及良好的可设计性等优点得到了广泛应用。

复合材料层压板低速冲击和准静态压痕损伤等效性的研究

验效率，而且可有效指导高韧性和高损伤容限复合材料体系的研制。
能很好地反映两者的等效性关系，国内相关报道且相对较少。
Ｂ（４１树脂：京航空材料研究院先进复ＭＩ６２）北合材料重点实验室提供；增强纤维：７０单向织物，维面密度１２／Ｔ０纤９ｇ
随着纤维增强复合材料在航空航天结构日益广
复合材料低速冲击试验采用ＡＴ７３０ＳＭＤ１６— ５标准，静态压痕试验采用ＡＴ６６９准ＳＭＤ２４— ８标准 ” 。本研究采用相同的复合材料层板存相同的试验条件下，据上述标准对复合材料低速冲击依．．试验和准静态压痕试验的损伤等效性进行研究，这
第３１卷第３期
２１６月０Ｉ年
航
空
材
料
学
报
Ｖｏ．１３１．Ｎ（３）．
ＪＯＵＲＡＬＯＦＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬＭ．ＴＥＲ【￣ＡＬＳ
Ｊｅ２ｔｕｎ０１
Байду номын сангаас
复合材料层压板低速冲击和准静态压痕损伤等效性的研究
闫丽，安学锋，蔡建丽，张代军，益小苏
（京航空材料研究院先进复合材料重点实验室，京１０９）北北００５

织物结构对2.5维织物复合材料冲击动态力学性能的影响

织物结构对2.5维织物复合材料冲击动态力学性能的影响杨秋红;王瑞;徐磊
【期刊名称】《玻璃钢/复合材料》
【年(卷),期】2010(000)003
【摘要】本文设计了五种具有直交和弯交结构的角联锁织物,并与环氧树脂复合固化制成复合材料薄板,采用落球冲击实验结合振动测试系统,通过采集落球冲击前后的动能差以及复合材料各测试点处加速度的动态信号频谱,研究了角联锁结构复合材料冲击作用下的吸能特性和振动性能.结果表明,因织物结构不同造成的纤维体积含量、经纱弯曲角度和经纱跨度等因素能够对角联锁复合材料的冲击动态力学性能产生显著影响.几种板材的固有频率随纤维体积含量的增大而增大,直交结构比弯交结构振动衰减慢得多,且弯交结构的振动阻尼明显高于直交结构.
【总页数】4页(P44-47)
【作者】杨秋红;王瑞;徐磊
【作者单位】天津工业大学纺织学院,天津,300160;天津工业大学纺织学院,天津,300160;天津工业大学纺织学院,天津,300160
【正文语种】中文
【中图分类】TB301
【相关文献】
1.织物结构对复合材料力学性能影响的试验研究 [J], 李丽英;孟松鹤;许承海;张涛;王国勇;刘建军
2.一种碳纤维织物增强复合材料的层间冲击拉伸力学性能实验研究 [J], 蒋邦海;张若棋
3.织物结构对2.5D-Cf/Al复合材料\r微观组织与力学性能的影响 [J], 胡银生;余欢;王振军;徐志锋;董敬涛
4.增强体织物组织结构对曲面复合材料力学性能的影响 [J], 汪浩;徐珍珍;阮芳涛;王孝锋
5.织物结构对玄武岩织物/环氧树脂复合材料力学性能的影响 [J], 樊凯;卢雪峰;钱坤
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

多维多向纺织复合材料抗冲击性能试验研究的开题报告

多维多向纺织复合材料抗冲击性能试验研究的开题报告
一、研究背景及意义
纺织复合材料是将不同性质的纤维或织物通过交织、编织、叠层等方法结合成一体的一种材料。

由于其具有轻量化、高强度和良好的耐韧性等特点，因此在军事、航空、航天、汽车、体育等领域得到广泛应用。

然而，由于纺织复合材料的结构及其不
同方向的力学响应不同，其冲击性能也会受到不同程度的影响。

因此，对多维多向纺
织复合材料的冲击性能进行研究有重要的理论和应用价值。

二、研究内容和方法
本研究将探讨多维多向纺织复合材料的冲击性能，并从以下几个方面进行研究：
1.多维多向纺织复合材料的制备；
2.多维多向纺织复合材料的冲击试验方法及条件；
3.多维多向纺织复合材料的冲击性能测试及分析。

研究方法将主要采用试验研究法，通过制备多维多向纺织复合材料，分析材料的组成和结构，以及进行冲击试验并测试其冲击性能，通过数据的分析和处理，并结合
相关的理论知识，探究多维多向纺织复合材料的冲击性能特点。

三、预期结果
1.研究多维多向纺织复合材料的制备工艺及结构特点；
2.建立多维多向纺织复合材料的冲击试验方法及条件；
3.获得多维多向纺织复合材料的冲击性能数据及分析结果。

四、研究意义
本研究将为多维多向纺织复合材料的研究提供理论依据和实验数据，有助于深入了解其力学响应规律和冲击性能特点，对纺织复合材料的改进及其应用具有指导意义。

复合材料的低速冲击特性与损伤模式

复合材料的低速冲击特性与损伤模式

查阅了与之相关的文献，具体实验如下：采用以PBT(poly butylene terephthalate)为基体、双向编织的平纹玄武岩纤维布为增强基的复合材料层合板。文中落锤冲击试验过程根ASTM 实验标准执行，试样尺寸为120mm×120mm，冲头为直径12.7mm的球头，在落锤试验机上通过改变落锤的高度来调节冲击能量，其中冲头的质量为16kg，分别对试样施加100J和50J的冲击能量。
损伤分类
宏观（变形状态）：弹性损伤弹塑性损伤蠕变损伤疲劳损伤微观（损伤形式）：微裂纹损伤（micro-crack）微孔洞损伤（micro-void）剪切带损伤（shear bond）界面（interface）

损伤力学旨在建立受损材料的本构关系、解释材料的破坏机理、建立损伤的演变方程、计算构件的损伤程度、从而达到预估其剩余寿命的目的。
实验设备

对于复合材料层合板来说，主要是通过弹塑性变形和损伤来吸收冲击动能，而损伤失效模式主要表征为穿透、侵入、基体开裂、基体挤压、纤维断裂和分层等。设置两个冲击能量，大小分别为50J 和100J。当冲击能量为50J时，复合材料呈现为侵入损伤模式; 当冲击能量为100J 时，复合材料呈现为穿透损伤模式。
损伤力学简介
讲稿人：闫华杰指导教师：王吉会
Contents

损伤相关概念损伤分类复合材料的低速冲击特性与损伤模式
相关概念

损伤：在外载和环境的作用下，由于细观结构的缺陷（如微裂纹、微空洞）引起的材料与结构的劣化过程，称为损伤。损伤及在变形过程中损伤的演化发展直至破坏（微裂纹的萌生、扩展或演变、体积元的破裂、宏观裂纹形成、裂纹的稳定扩展和失稳扩展）力学过程的学科。

复合材料点阵结构吸能特性和抗低速冲击性能研究共3篇

复合材料点阵结构吸能特性和抗低速冲击性能研究共3篇复合材料点阵结构吸能特性和抗低速冲击性能研究1复合材料点阵结构吸能特性和抗低速冲击性能研究随着交通工具的普及和人们对安全性的要求不断提高，材料的耐冲击性和吸能特性成为了材料研究的热点之一。

而复合材料以其轻量化、高强度、高刚度等优势在这方面得到了广泛的应用。

本文将介绍一种新型的复合材料点阵结构，并分析其吸能特性和抗低速冲击性能。

首先，我们介绍点阵结构的基本原理。

点阵结构是由一系列相互连接的单元组成的，这些单元之间形成了一种无缝衔接的网络结构。

点阵结构因其特殊的几何形状，所形成的空隙比较大，因此在某些情况下可以有效地吸收冲击能量，从而避免或减轻对其他部件的破坏。

同时，点阵结构还具有很好的抗压、抗剪和抗扭性能，可以有效地抵御外力作用下的变形和断裂。

接着，我们介绍复合材料的制备过程。

利用点阵结构的吸能特性，我们可以将其应用到复合材料中，从而提高复合材料的吸能能力。

复合材料通常由纤维增强材料和基体材料组成，纤维增强材料主要承担受力的作用，而基体材料则起到固定和保护作用。

为了在复合材料中实现点阵结构，我们需要将单元作为一种增强材料纤维，将其与基体材料相互交织，形成一种新的复合材料。

在制备过程中，需要注意纤维和基体的匹配性、纤维集聚和分散程度、纤维的取向等因素，以确保复合材料的力学性能和耐久性。

最后，我们介绍点阵结构复合材料的应用与发展。

点阵结构复合材料具有广泛的应用前景，包括汽车、航空航天、公共交通等领域。

在汽车与公共交通领域，点阵结构复合材料可以用于车身、底盘等部件的设计，可以有效减轻汽车的重量，提高汽车的安全性和经济性。

在航空航天领域，点阵结构复合材料可以应用于飞机的机身、机翼等部件设计，可以提高飞机的飞行速度和稳定性。

综上所述，复合材料点阵结构是一种应用前景广阔的新型复合材料，在汽车、航空航天、公共交通等领域有着广泛的应用前景，同时具有良好的吸能特性和抗低速冲击性能。

低速冲击下纺织复合材料抗弯模量与能量吸收特性

ＵＵＳｈｕｈｕａ。ＸＵＱｉｕｙｕｅ，ＬＩＮＬａｎｔｉａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＦａｓｈｉｏｎ，ｓｈａｌｌｇＩｌａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＳｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）
Ｂｅｎｄｉｎｇｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｅｎｅｒｇｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ
ｓｏｍｅｔｅｘｔｉｌｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｕｎｄｅｒｌｏｗｖｅｌｏｃｉｔｙｉｍｐａｃｔ
传递冲击应力波的性能更好，并能在弯曲形变中吸收更多冲击能量。关键词：产业用纺织品；复合材料；抗弯模量；能量吸收；应力波
中图分类号：ＴＳ０２文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－２０４４（２０１３）０９一Ｏ００４ — ０３
ＳＨＡＮＧＨＡＩＴＥＸＴＩＬＥｓｃｌ￡ＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ
兰！璺！旦：苎！！堂：蔓！塑
ＶＯＩ．４１Ｎｏ．９．２０１３
研究报告
低速冲击下纺织复合材料抗弯模量与能量吸收特性
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｌａｉｔｏｎｓｈｉｐｏｆｌｏｗｉｍｐａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｂｅｎｄｉｎｇｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｅｎｅｒｇｙａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｓｍａｉｎｌｙｓｔｕｄｉｅｄ，

混杂编织层合复合材料低速冲击性能研究

空航天、能源、交通、等领域得到广泛的应用 “ 。
１实
验
１．１试样材料和参数
１．１．１试样材料
目前对于传统的复合材料层合板结构以及单层
的二维编织、三维编织复合材料的冲击性能研究，国内外学者已开展了大量研究，如刘玄等通过应力强度理论和粘结域理论相结合，提出一种全新的层合板复合材料冲击损伤模型，能较好地模拟损伤产生以及扩展的整个动态过程；Ｍ．Ａ．Ｐｏｒｔａｎｏｖａ等 ’ 研究了三维编织复合材料试件的冲击性能及冲击后
复合材料通常是由两种或者两种以上不同性质的材料，在宏观（微观）上组成的具有新性能的材
主要研究混杂编织层合复合材料的冲击性能，进而探讨混杂编织方式与破坏损伤机理的关系，为其在
基金项且：上海市科技成果转化和产业化项目（１２５２１１０２４００）；上海市教委上海高校知识服务平台项目（ＺＦ１２１５）作者简介：王文莎（１９８８一），女，硕士生，主要从事纺织复合材料力学性能研究。通讯作者：阎建华（１９５６一），男，研究员，主要从事纺织复合材料制备及其性能研究，ｊｈ —ｙａｎ＠ｄｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。
进而增强其层合复合材料的抗冲击性能。

复合材料板受低速冲击时能量吸收的实验研究

复合材料板受低速冲击时能量吸收的实验研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!复合材料板受低速冲击时能量吸收的实验研究摘要本实验旨在研究复合材料板在低速冲击条件下的能量吸收特性。

复合材料低速冲击损伤研究现状

复合材料低速冲击损伤研究现状摘要：本文对复合材料低速冲击损伤研究现状进行了探讨。

复合材料具有轻质高强、优异的力学性能，广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等工业领域。

然而在低速冲击作用下，复合材料易产生各种损伤和破坏，导致其强度和性能下降。

主要通过应用失效准则对复合材料面板损伤进行判断，最终确定了损伤材料性能对复合材料蜂窝夹芯板力学性能影响的机理。

综上，本文的研究为复合材料低速冲击损伤研究提供了新的思路和方法，也为工程实际中复合材料的设计和应用提供了指导。

关键词：复合材料；低速冲击损伤；研究现状引言：复合材料因具有轻质高强、优异的力学性能，而被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等工业领域。

然而，在低速冲击作用下，复合材料易产生各种损伤和破坏，导致其强度和性能下降。

因此，对复合材料低速冲击损伤进行研究具有重要的应用和学术价值。

目前，国内外学者对于复合材料低速冲击损伤的研究已经取得了一定进展，但是，在低速冲击加载下，复合材料的损伤机理比较复杂，尚需深入研究。

此外，由于复合材料作为一种新型材料，其应用领域较为广泛，因此研究其低速冲击损伤机理对于其在工程实际中设计和应用具有重要意义。

一、复合材料冲击试验方法1.1试验方法分类复合材料冲击试验方法主要有：冲击测试法，拉伸测试法，压缩测试法和弯曲测试法。

冲击强度是一个用来衡量物质对撞击的抵抗能力，或判定物质的脆性与韧度的物理量[1]。

材料冲击性能测试属于动态力学测试，其吸波函数可以直接反映出材料的冲击韧度。

其中，冲击实验是一种很好的测试方法，可以用来测试材料在较低速度下的耐冲击性能。

由于其自身的结构特征，当前国内外对其耐低速撞击性能的研究主要有两种方式：一种是利用多个落锤对试样进行多次撞击，然后记录每次撞击的下坠过程；二是采用落锤式实验装置，对试样进行多次撞击，记录每次撞击的下落情况，以测试材料的低速撞击强度。

1.2试验拉伸强度公式在一定的气温、相对湿度和拉伸温度等情况下，可以要求给标准规格的哑钟形试样施以最大拉伸压力，当材料发生了被拉断的现象时，试样所受到的最大载荷P值和试样的最大横截面积（bd）之比，就是材料的最大拉伸强度：（1）因为在拉伸过程中，试样的宽度和厚度也在不断地改变中，而横截面积存有数值变化，故通常可通过试样初始的宽度来测算拉伸厚度。

抗低速冲击复合材料的制备及性能研究

抗低速冲击复合材料的制备及性能研究摘要: 本文通过对抗低速冲击复合材料的制备及性能进行研究，探讨了材料的制备工艺和性能测试方法。

研究结果表明，通过合理控制复合材料的配比和加工工艺，可以显著提高材料的抗低速冲击性能，提高其在航空、汽车等领域的应用价值。

关键词: 抗低速冲击，复合材料，制备，性能1. 引言抗冲击性能是评价材料在受到外力冲击时抵抗破坏的能力，具有重要的工程应用价值。

随着现代工业的发展，对于抗低速冲击性能要求越来越高，传统材料往往难以满足需求。

复合材料由于其优异的力学性能和轻质化特点，成为了一种理想的抗低速冲击材料。

因此，研究抗低速冲击复合材料的制备及性能具有重要的科学意义和工程应用价值。

2. 材料与方法本研究选用了无机纤维增强树脂基复合材料作为研究对象，采用手工层叠法制备复合材料试样。

在制备过程中，通过控制纤维的取向和树脂的浸润，使得复合材料具有较高的抗冲击性能。

然后，采用冲击试验机对试样进行低速冲击测试，通过记录试样的冲击强度和破坏形态，评价复合材料的抗低速冲击性能。

3. 结果与讨论实验结果表明，通过调整复合材料的纤维取向和树脂浸润程度，可以显著改善材料的抗低速冲击性能。

当纤维取向与冲击方向垂直时，复合材料具有最佳的抗冲击性能。

此外，增加树脂的浸润程度可以提高材料的韧性，从而减少材料的破坏程度。

因此，合理控制复合材料的制备工艺，可以有效提高材料的抗低速冲击性能。

4. 结论本研究通过对抗低速冲击复合材料的制备及性能进行研究，发现了一种提高材料抗低速冲击性能的有效方法。

通过调整纤维取向和树脂浸润程度，可以显著改善材料的抗冲击性能。

这一研究成果对于提高复合材料在航空、汽车等领域的应用价值具有重要的意义，并为进一步研究提供了理论和实验基础。

复合材料低速冲击损伤研究现状

复合材料低速冲击损伤研究现状摘要：复合材料由于具有比强度高、比刚度高、优异的疲劳强度、良好的耐腐蚀性和低导热性，已广泛用于航空航天、高速列车等领域中。

但由于复合材料结构的特殊性，其抗冲击性能比较差，在制造、运行、维护和维修过程中难免会发生异物(如跑道碎屑和掉落的工具)在平面外的冲击，虽然材料表面没有明显的损伤可见，但其内部可能已经出现了分层、脱粘等形式的损伤，严重降低材料的综合性能，进而对材料的安全性有严重的影响。

本文针对近年来复合材料冲击损伤进行了综述和回顾,介绍了试验方法、模拟计算方法、层合板损伤性能表征方法。

关键词：复合材料；低速冲击；冲击损伤1.复合材料冲击试验方法目前研究复合材料低速冲击损伤大部分以落锤冲击试验来进行研究，其试验标准主要有美国复合材料协会的ASTM D7136，波音公司的SACMA SRM 2-88，中国航空工业协会的HB6739-1993等。

而运用最广泛的是ASTM D7136[1]标准，其冲头一般是半球形，被冲击式样尺寸是150mm×100mm，通过调整冲头的高度来模拟不同的低能量冲击，常见的是中心面内冲击，如图1所示。

图1 冲击示意图Fig.1 Impact test setup通过对于复合材料低速冲击的研究，许多学者得出以下结论：(1) 即使在低能量的冲击下，复合材料也极易受到横向载荷引起的内部损伤。

面外冲击会导致弯曲变形，这会在复合材料结构上引入剪切、拉伸和压缩应力，复合材料表面在目视检查中可能看起来没有发生损坏；(2) 层合板受到冲击时，内部分层只发生在相邻层纤维方向不同的界面，并且分层损伤的形状为花生壳状；(3) 冲击损伤的初始模式取决于各种因素，如材料特性、边界条件、冲头形状、试验件形状和加载条件；(4)冲击的位置不同，层合板发生的损伤模式有着很大的不同。

2.复合材料冲击损伤分析理论目前，对于复合材料在工程实际应用的受力分析，大多学者主要采用的是三维渐进损伤方法，通过这种方法可以比较清楚地了解层合板产生损伤后的应力重新分布情况以及其损伤缓慢发展的过程。

考虑偏轴角影响的2.5D机织复合材料冲击后压缩性能

in the 2° Uiaction , anU as the impacO enayy increases , the compressive strength of the 2° specimen Uecreases
more oPviopsiz- With the increase of off-vxis ngle , the mechanichi response of the materiao cOanges from brittleness te
（1.江南大学机械工程学院，江苏无锡 210102； 2.江南大学纺织科学与工程学院，江苏无锡 210102）
摘要：2.3D机织复合材料作为一种各向异性材料，其冲击后压缩性能亦表现出显著的各向异性特征。为了探究偏轴
角对2.3D机织复合材料冲击后剩余力学性能的影响，课题组进行了低速冲击和压缩试验，并借助超声C扫描技术等检
・2・
轻工机械 Light Industry Machinery
2021年第3期
ygioe, mainly alone tIr ±45° Uirechont. It has gyat ereieeeyne significhech for acchrately evaluatine tIr service performaech of tic materials in tic impact-proec ecvironmeci. Keywords : wovec composites; ultasonic C-sccv techeolony; off-pxit anele; mechanicd response; Uamagc mechanism
测手段，对比了 2.3D机织复合材料受不同能量冲击后沿2。及45。方向的压缩性能。对材料在冲击后压缩试验中的力学