[發明專利]一種復合材料結構低速沖擊損傷確定方法及裝置

有效

• 申請號: 202011085842.3
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112329205B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 孫旋;宋武超;李國正;劉利宏;印強強;李坤;吳繼華
• 申請（專利權）人: 湖北航天技術研究院總體設計所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/26;G06F119/14
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 唐勇

1.一種復合材料結構低速沖擊損傷確定方法，其特征在于，包括以下步驟：

載入設計模型及其設計參數，并加載基本方向失效判斷算法、纖維方向失效判斷算法以及分層失效判斷算法；

按設定沖擊參數對設計模型施加低速沖擊載荷，根據基本方向失效判斷算法、纖維方向失效判斷算法以及分層失效判斷算法，判斷設計模型的失效形式和失效點；

根據設計模型的失效形式和失效點，判斷設計模型的損傷位置；

在加載基本方向失效判斷算法、纖維方向失效判斷算法以及分層失效判斷算法時，同時加載材料的剛度退化模型；

在判斷出設計模型的失效點后，根據剛度退化模型，在設計模型的失效點更新設計參數至退化參數，繼續對設計模型施加低速沖擊載荷；

達到低速沖擊載荷的設定沖擊參數后，根據所有設計模型的失效位置，確定設計模型的損傷面積；

所述剛度退化模型包括纖維拉伸退化模型、纖維壓縮退化模型、基體拉伸退化模型、基體壓縮退化模型、拉伸分層退化模型和壓縮分層退化模型。

2.如權利要求1所述的一種復合材料結構低速沖擊損傷確定方法，其特征在于，

纖維拉伸退化模型為E′₁＝0.07E₁；

纖維壓縮退化模型為E′₁＝0.14E₁；

基體拉伸退化模型為E′₂＝0.1E₂，G′₁₂＝0.1G₁₂，G′₂₃＝0.1G₂₃；

基體壓縮退化模型為E′₂＝0.2E₂，G′₁₂＝0.2G₁₂，G′₂₃＝0.2G₂₃；

拉伸分層退化模型為E′₃＝0.1E₃，G′₁₃＝0.1G₁₃，G′₂₃＝0.1G₂₃；

壓縮分層退化模型為G′₁₃＝0.2G₁₃，G′₂₃＝0.2G₂₃；

其中：E₁為纖維方向的彈性模量；E′₁為失效后纖維方向的彈性模量；E₂為基體方向的彈性模量；E′₂為失效后基體方向的彈性模量；

E₃為層間方向的彈性模量；E₃為失效后層間方向的彈性模量；

G₁₂為纖維基體單層平面內的剪切模量；G′₁₂為失效后纖維基體單層平面內的剪切模量；G₁₃為纖維層間平面內的剪切模量；G′₁₃為失效后纖維層間平面內的剪切模量；G₂₃為基體層間平面內的剪切模量；G′₂₃為失效后基體層間平面內的剪切模量。

3.如權利要求1所述的一種復合材料結構低速沖擊損傷確定方法，其特征在于，

所述的纖維方向失效判斷算法為：

當σ_xx≥0時，當時，判定纖維方向拉伸失效；

當σ_xx＜0時，當時，判定纖維方向壓縮失效；

其中：σ_xx為纖維方向的正應力；σ_xy為纖維基體單層平面內的剪切應力；X_T為纖維方向的拉伸強度；S₁₂為纖維基體單層平面內的剪切強度；X_C為纖維方向的壓縮強度；為纖維方向拉伸綜合損傷因子；為纖維方向壓縮綜合損傷因子。