低速冲击损伤对复材加筋板压缩性能的影响

对无损伤及含低速冲击损伤的复合材料加筋板进行了压缩试验，分别采用数字图像相关方法（DIC）、电测法对加筋板屈曲后屈曲行为进行了实时测量。试验结果表明：冲击损伤对屈曲载荷、屈曲模态影响不明显，对破坏载荷及破坏模式影响较大；相比于完好加筋板，含冲击损伤加筋板蒙皮纤维损伤沿着横向扩展，导致结构提前破坏，强度降幅达30%。随后，采用软化夹杂法对冲击损伤进行了等效简化，并基于改进的Tsai-Wu准则、二次应力准则建立了复合材料加筋板渐进损伤有限元分析模型，分别对完好及含冲击损伤加筋板压缩后屈曲失效过程进行了模拟。与试验结果相比，预测的屈曲载荷误差小于1%，破坏载荷误差小于6%，屈曲模态、失效过程及破坏模式均与试验结果一致。最后，基于有限元分析方法讨论了蒙皮上冲击损伤位置对加筋板压缩性能的影响，分析得出：冲击损伤位置对屈曲载荷、屈曲模态影响较小，对破坏载荷和破坏模式影响较大，特别是当冲击损伤位于长桁帽底蒙皮波谷时引起的强度降幅最为显著。