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復(fù)合材料層合板沖擊損傷影響因素分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-02-22  來(lái)源:1.上海理工大學(xué),上海,200093 2.南京航空航天大學(xué)  作者:崔海坡 溫衛(wèi)東  瀏覽次數(shù):90

 

2.1.2 沖頭與層合板的接觸分析

  圖2所示為受不同材料的沖頭沖擊時(shí),沖頭的位移-時(shí)間曲線及層合板正中心受沖擊點(diǎn)處的位移-時(shí)間曲線,位移取沿層合板上表面的外法線方向?yàn)檎膱D2中可以看出,無(wú)論是沖頭的最大位移還是板中心處的最大位移,鋼沖頭的都要大于鋁沖頭的。通過(guò)比較鋼和鋁的性能可以看出,沖擊物越硬,層合板的變形就越大。

圖3所示為受不同材料的沖頭沖擊時(shí)沖頭的速度-時(shí)間曲線,速度取沿層合板上表面的外法線方向?yàn)檎?。從圖3可以看出,在沖頭與層合板開(kāi)始接觸到離開(kāi)層合板這段時(shí)間里,沖頭的速度在不斷地波動(dòng)。這是因?yàn)楫?dāng)沖頭與層合板發(fā)生接觸后,由于層合板阻力的作用,沖頭的速度開(kāi)始降低,但是當(dāng)層合板內(nèi)產(chǎn)生損傷后,其阻力會(huì)減小,導(dǎo)致了沖頭的速度會(huì)有一個(gè)瞬間增大的過(guò)程,其后在阻力的作用下,在沒(méi)有新的損傷出現(xiàn)之前,沖頭的速度又開(kāi)始減小,從而導(dǎo)致了沖頭的速度發(fā)生波動(dòng)。通過(guò)圖3中兩條曲線的對(duì)比可以看出,鋼沖頭的速度波動(dòng)幅度要小于鋁沖頭的,且在沖頭與層合板開(kāi)始接觸到離開(kāi)層合板這段時(shí)間里,鋼沖頭的速度絕對(duì)值幾乎在每一時(shí)刻都高于鋁沖頭。這表明在沖頭與層合板接觸的時(shí)間段內(nèi),沖擊物越硬,其速度波動(dòng)性越小,且沖擊速度越高。

不同材料的沖頭沖擊時(shí),沖頭與層合板接觸分析的相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4(沖擊能量為5.9J)。從表4可以看出,雖然兩種沖頭與層合板開(kāi)始接觸的時(shí)間是一致的,但是與鋁沖頭相比,鋼沖頭開(kāi)始反彈的時(shí)間要早一些,即鋼沖頭與層合板的總接觸時(shí)間比鋁沖頭與層合板的接觸時(shí)間要短,且鋼沖頭的最大位移要大于鋁沖頭的最大位移。


 
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