復合材料沖擊的案例
『分享』層合復合材料沖擊損傷破壞過程研究(數值分析).
層合復合材料沖擊損傷破壞過程研究(數值分析).
層合復合材料沖擊損傷破壞過程研究(數值分析).pdf
層合復合材料沖擊損傷破壞過程研究宏觀(破壞準則).pdf
復合材料結構設計知識共享系列之二復合材料沖擊損傷的來龍去脈
1 引言
貫穿碳纖維增強復合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關的材料（包括纖維和樹脂）研究，結構設計的重點還是工藝制造和維護問題，碳纖維復合材料一進入解決輕量化需求的高端應用，遇到的技術關鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應用的發展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個試圖把碳纖維用于高端應用——在1967年開始研制飛機發動機進氣風扇葉片的吃螃蟹者，當然失敗的原因很多，但很重要的一個原因是復合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗，致使英國在碳纖維復合材料發展中失去了先機，退出了領先的地位。1970年代初國際石油危機爆發，民用飛機的機體結構輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關注。為解決新材料應用中首先遇到的信心（安全性）問題，波音公司研制了100多付擾流板在波音707上試用，1975年經試用考核后，對這些擾流板進行了檢查，發現碳纖維復合材料部件出現了金屬結構沒有遇到的新問題——濕熱引起的材料性能下降和沖擊損傷（擾流板是薄蒙皮夾層結構）。自此復合材料沖擊損傷就成了復合材料技術中的核心問題之一。
2 復合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強度研究和應用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結構引起的，當時關注的外來物主要是地面和空中飛行時的冰雹和跑道碎石，都是在結構受載時受到的外來物沖擊，因此美國NASA在1970年代和1980年代初期主要研究壓縮下沖擊強度，采用的設備是由壓縮裝置對受壓縮載荷的復合材料試樣射出鋁丸（模擬密度相近的跑道碎石和冰雹），變量是鋁丸的速度（有壓縮空氣壓力控制）和復合材料試樣的壓縮應變（由壓縮載荷控制），試驗結果是沖擊能量~壓縮破壞應變曲線。
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1 引言
貫穿碳纖維增強復合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關的材料（包括纖維和樹脂）研究，結構設計的重點還是工藝制造和維護問題，碳纖維復合材料一進入解決輕量化需求的高端應用，遇到的技術關鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應用的發展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個試圖把碳纖維用于高端應用——在1967年開始研制飛機發動機進氣風扇葉片的吃螃蟹者，當然失敗的原因很多，但很重要的一個原因是復合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗，致使英國在碳纖維復合材料發展中失去了先機，退出了領先的地位。1970年代初國際石油危機爆發，民用飛機的機體結構輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關注。為解決新材料應用中首先遇到的信心（安全性）問題，波音公司研制了100多付擾流板在波音707上試用，1975年經試用考核后，對這些擾流板進行了檢查，發現碳纖維復合材料部件出現了金屬結構沒有遇到的新問題——濕熱引起的材料性能下降和沖擊損傷（擾流板是薄蒙皮夾層結構）。自此復合材料沖擊損傷就成了復合材料技術中的核心問題之一。
2 復合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強度研究和應用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結構引起的，當時關注的外來物主要是地面和空中飛行時的冰雹和跑道碎石，都是在結構受載時受到的外來物沖擊，因此美國NASA在1970年代和1980年代初期主要研究壓縮下沖擊強度，采用的設備是由壓縮空氣系統裝置對受壓縮載荷的復合材料試樣射出鋁丸（模擬密度相近的跑道碎石和冰雹），變量是鋁丸的速度（有壓縮空氣壓力控制）和復合材料試樣的壓縮應變（由壓縮載荷控制），試驗結果是沖擊能量~壓縮破壞應變曲線。
展開 幾篇復合材料方面的文章和大家分享
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B站混雜復合材料沖擊，正交鋪層碳?；祀s復合材料
用ls-dyna模擬復合材料沖擊的這里聚聚
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復合材料沖擊對稱模型文件 ￥2
復合材料沖擊對稱模型文件
復合材料沖擊損傷自動建模程序
composite impact.rar
初學python做了一個復合材料沖擊損傷的自動建模程序，
程序使用說明如下：
1.程序還有待完善。目前只支持矩形板，矩形網格。
2.可以選擇3D實體單元及2D連續殼單元，但是如果用3D實體單元需要自己編寫VUMAT，這里就不上傳VUMAT了，大家自己努力編吧。
3.自動生成的有限元模型是沒有邊界條件的。自己需要手動添加邊界條件
4.輸出變量需要自己去設置。
5.需要先創建材料或者從自己的材料庫中導入材料。
6.鋪層參數可以從文本文件直接導入，在鋪層表格出點擊右鍵會出現導入對話框。
7.可以根據需要選擇是否增加cohesive elements。
補充說明：第一次上傳的附件有一個問題，就是用CompositeLayup直接生成實體單元是不能用在abaqus/explicit中的，提交計算會出錯，現在已經將程序完善，附件已經更新。
直接將壓縮包解壓縮后放到plugin文件夾下即可。
composite_imoact_en.rar
展開 『原創』誰能談談如何用ANSYS分析復合材料沖擊損傷么？
誰能談談如何用ANSYS分析復合材料沖擊損傷么？
復合材料沖擊后壓縮CAI 綜述文獻（不斷更新）
復合材料沖擊后壓縮CAI 的文獻，我認為總結比較好的文章，分享給大家
[1] Khathyri Fatima, ElkiheL Bachir, Delaunois Fabienn. Review of damages prediction in a composite material at low velocity impact Global Journal of Engineering and Technology Advances, 01 (01) (2019) 027–42.
REF1.pdf
[2] Raffael Bogenfeld, Janko Kreikemeier, Tobias Wille. Review and benchmark study on the analysis of low-velocity impact on composite laminates. Engineering Failure Analysis, 86 (2018) 72-99.
Ref2.pdf
[3] Youhong Tang, Lin Ye, Zhong Zhang, Klaus Friedrich. Interlaminar fracture toughness and CAI strength of fibre-reinforced composites with nanoparticles – A review. Composites Science and Technology, 86 (2013) 26-37.
ref3.pdf
展開 復合材料高速沖擊 ￥10
復合材料高速沖擊
聯合使用Hetval和USDFLD模擬三維編織復合材料沖擊損傷生熱
三維編織復合材料具有復雜的細觀結構，附件文獻對三維編織復合材料沖擊損傷生熱進行了細致的研究。他們分別建立了樹脂基體和纖維束，再進行幾何體的組裝，如下圖所示：
用這種方式建立的三維模型，建模比較復雜，網格的劃分也特別費時費力，而且很容易出現計算不收斂的情況，在此推薦另一鐘做法，直接用USDFLD定義場變量的方式，區分樹脂基體和纖維束，用這種方式建模的模型如下所示：
詳情可以參考這篇文獻：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0017931017341595?via%3Dihub。
三維編織復合材料吸濕性能有限元分析.pdf
對于某種特定材料，有許多種損傷準則可以選擇。文獻認為，在準靜態情況下溫度場與應力應變的關系為：
其中，k是熱傳導率，T是絕對溫度，C是比熱，a是熱膨脹系數，r和u是彈性常數，p是密度。
此外，在沖擊情況下溫度場與應力應變關系為：
b為材料相關的系數，對于雙酚樹脂，取值為0.25。
基于上述熱力耦合的本構模型，工作室通過聯合USDFLD和Hetval子程序，實現了考慮沖擊損傷的熱力耦合本構模型，得到的結果如下圖所示：
詳細信息參看文獻：
熱力關系文獻.pdf
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展開 『分享』復合材料層合結構沖擊損傷研究進展
復合材料層合結構沖擊損傷研究進展
復合材料層合結構沖擊損傷研究進展Ⅰ.pdf
復合材料層合結構沖擊損傷研究進展Ⅱ.pdf
小球對復合材料的沖擊acp與explicit dynamic聯合仿真 ￥10
小球對復合材料的沖擊：
復合材料沖擊后壓縮強度（CAI）測試關鍵要點，確保天舟貨運飛船飛行安全性
與傳統結構材料相比，聚合物基復合材料（PMC）具有更高的性能和柔韌性。然而，這些優勢是采用多種原材料并通過增加材料復雜性為代價的，因而對于這些材料的測試也帶來了一定的挑戰。
材料特性的基本表征包括在不同的載荷條件下進行一系列試驗——拉伸、壓縮、剪切和彎曲。復合材料具有各向異性（即力學性能取決于方向）和不均勻性（即材料成分不均勻，如增強纖維與樹脂基體）。對于關鍵的復合材料應用，通常需要進行其他更復雜的試驗來確定材料在使用條件下以及在典型環境中的耐久性。比如，評估航空航天工業復合材料沖擊后壓縮（CAI）試驗、風能行業疲勞載荷以及汽車碰撞防護的高速拉伸試驗都很重要。
CAI的含義
CAI（沖擊后壓縮強度）實際上有兩種含義：
1） 評定含損傷時的材料性能指標；
2） 復合材料層壓板受沖擊產生損傷后的壓縮強度。前者一定是對特定的層壓板，在特定條件下得到的含沖擊損傷層壓板的壓縮強度；而后者可以是任意的層壓板（包括結構）在壓縮載荷下的壓縮剩余強度；
由于CAI值不僅用于評定材料性能的指標，同時也是用于結構設計確定設計值的基礎，因此纖維增強復合材料的CAI值測試越來越重要，隨著人們對CAI值不斷的理解和深入，由初始僅作為評定樹脂增韌的標準，到目前已用于從材料研制擴展到為結構設計等提供有關損傷容限能力的知識數據需求。
CAI測試標準及注意事項
常用的測試標準為ASTM D7137/D7137M、ASTM D7136/D7136M、ISO 18352，試驗機的同軸度、夾具的選擇以及壓盤的平行度都會對測試結果產生較大影響。
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