復(fù)合材料高速?zèng)_擊的案例
復(fù)合材料高速沖擊 ￥10
復(fù)合材料高速?zèng)_擊
復(fù)合材料大能量高速沖擊穿孔（未考慮應(yīng)變率）蔡吳準(zhǔn)則 ￥25
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復(fù)合材料金屬夾層合板高速沖擊 FML ￥10
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abaqus纖維復(fù)合材料高度沖擊模型，采用3dpuck子程序。
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內(nèi)附inp模型，3D Puck子程序
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復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識共享系列之二復(fù)合材料沖擊損傷的來龍去脈
1 引言
貫穿碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關(guān)的材料（包括纖維和樹脂）研究，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)還是工藝制造和維護(hù)問題，碳纖維復(fù)合材料一進(jìn)入解決輕量化需求的高端應(yīng)用，遇到的技術(shù)關(guān)鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復(fù)合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應(yīng)用的發(fā)展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個(gè)試圖把碳纖維用于高端應(yīng)用——在1967年開始研制飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)扇葉片的吃螃蟹者，當(dāng)然失敗的原因很多，但很重要的一個(gè)原因是復(fù)合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗(yàn)，致使英國在碳纖維復(fù)合材料發(fā)展中失去了先機(jī)，退出了領(lǐng)先的地位。1970年代初國際石油危機(jī)爆發(fā)，民用飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關(guān)注。為解決新材料應(yīng)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(jīng)試用考核后，對這些擾流板進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料部件出現(xiàn)了金屬結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)）。自此復(fù)合材料沖擊損傷就成了復(fù)合材料技術(shù)中的核心問題之一。
2 復(fù)合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強(qiáng)度研究和應(yīng)用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結(jié)構(gòu)引起的，當(dāng)時(shí)關(guān)注的外來物主要是地面和空中飛行時(shí)的冰雹和跑道碎石，都是在結(jié)構(gòu)受載時(shí)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(qiáng)度，采用的設(shè)備是由壓縮裝置對受壓縮載荷的復(fù)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(fù)合材料試樣的壓縮應(yīng)變（由壓縮載荷控制），試驗(yàn)結(jié)果是沖擊能量~壓縮破壞應(yīng)變曲線。
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1 引言
貫穿碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料研究最引人注目的是其沖擊損傷問題，無論是相關(guān)的材料（包括纖維和樹脂）研究，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)還是工藝制造和維護(hù)問題，碳纖維復(fù)合材料一進(jìn)入解決輕量化需求的高端應(yīng)用，遇到的技術(shù)關(guān)鍵就是沖擊損傷，本文試圖還原復(fù)合材料沖擊損傷問題的來龍去脈。
回顧碳纖維應(yīng)用的發(fā)展史，大家都知道英國羅羅公司是第一個(gè)試圖把碳纖維用于高端應(yīng)用——在1967年開始研制飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)扇葉片的吃螃蟹者，當(dāng)然失敗的原因很多，但很重要的一個(gè)原因是復(fù)合材料葉片沒有通過外來物沖擊的考驗(yàn)，致使英國在碳纖維復(fù)合材料發(fā)展中失去了先機(jī)，退出了領(lǐng)先的地位。1970年代初國際石油危機(jī)爆發(fā)，民用飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)輕量化被提上了日程，碳纖維作為首選再一次受到了關(guān)注。為解決新材料應(yīng)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(jīng)試用考核后，對這些擾流板進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料部件出現(xiàn)了金屬結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)）。自此復(fù)合材料沖擊損傷就成了復(fù)合材料技術(shù)中的核心問題之一。
2 復(fù)合材料沖擊損傷研究歷程
2.1 壓縮下沖擊強(qiáng)度研究和應(yīng)用
由于最初沖擊損傷問題是由擾流板這類薄蒙皮夾層結(jié)構(gòu)引起的，當(dāng)時(shí)關(guān)注的外來物主要是地面和空中飛行時(shí)的冰雹和跑道碎石，都是在結(jié)構(gòu)受載時(shí)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(qiáng)度，采用的設(shè)備是由壓縮空氣系統(tǒng)裝置對受壓縮載荷的復(fù)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(fù)合材料試樣的壓縮應(yīng)變（由壓縮載荷控制），試驗(yàn)結(jié)果是沖擊能量~壓縮破壞應(yīng)變曲線。
展開 直播預(yù)告 | 如何在力學(xué)仿真中模擬高速沖擊對材料的破壞？
背景
為了確保汽車行駛的安全性，在汽車開發(fā)過程中需認(rèn)真考察用于內(nèi)外飾生產(chǎn)的塑料材料的常溫和低溫韌性，以避免高分子內(nèi)外飾部件在碰撞過程中產(chǎn)生碎片，危及駕乘人員的安全。
汽車開發(fā)材料階段，企業(yè)很難去通過總成或整車爆破實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的材料，而傳統(tǒng)的懸臂梁沖擊和簡支梁沖擊，并不能很好的模擬汽車爆破時(shí)高速要求，多軸沖擊強(qiáng)度評價(jià)（Determination of puncture impact behaviour）是一種高速多軸沖擊模式，能模擬高速?zèng)_擊破壞形式，根據(jù)產(chǎn)品的功能要求選擇對應(yīng)的材料試驗(yàn)溫度，用高速行駛的落錘沖擊材料樣板，根據(jù)設(shè)備采集的曲線以及材料樣板的斷裂方式，來確定材料在此溫度和速度下的沖擊韌性。
多軸沖擊對材料的要求比較嚴(yán)格，對于汽車行業(yè)而言，為確保整車的安全性，常會(huì)采用多軸沖擊對由高分子材料制成的塑料件進(jìn)行測試，通過模擬汽車的碰撞情況，檢驗(yàn)內(nèi)外飾材料在受到強(qiáng)大沖擊力或破壞力時(shí)的表現(xiàn)，從而避免零件在實(shí)際碰撞過程中產(chǎn)生尖銳的碎片或斷裂，進(jìn)而危及駕乘人員的安全。
出于對我們自身安全性的考慮，更多關(guān)于多軸沖擊的內(nèi)容，本周四，我們特別邀請國高材分析測試中心資深工程師——陳濤，為我們分享《高端力學(xué)性能測試系列之—多軸沖擊》》
同時(shí)，我們?yōu)閰⑴c直播的朋友，在直播間準(zhǔn)備更多驚喜好禮，等你來揭曉！~
講師介紹：陳濤
負(fù)責(zé)高分子材料分析測試研究工作，在高分子材料力學(xué)、熱學(xué)、阻燃性能等方面經(jīng)驗(yàn)豐富，致力于機(jī)械可靠性（疲勞、蠕變等）和力學(xué)仿真數(shù)據(jù)方面的研究。
自2016年加入國高材，共申請3篇發(fā)明專利，2篇實(shí)用新型專利，發(fā)表外部論文3篇，有豐富的材料測試、數(shù)據(jù)處理和仿真對標(biāo)經(jīng)驗(yàn)，為客戶提供專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)百余次，輸送內(nèi)部技術(shù)文章近30余篇。
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B站混雜復(fù)合材料沖擊，正交鋪層碳玻混雜復(fù)合材料
abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊 ￥89
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abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊，
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內(nèi)插0.01mm有厚度cohesive單元
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采用puck失效子程序，已調(diào)試完成，已解決網(wǎng)格畸變報(bào)錯(cuò)問題，內(nèi)附有CAE，inp，puck子程序，可直接拍!
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展開 鋼球沖擊復(fù)合材料板-LSDYNA ￥10
聲明：本帖借鑒了藍(lán)牙的帖子和K文件
見藍(lán)牙的帖子“LS-DYNA 復(fù)合材料層合板每層應(yīng)力輸出方法和損傷云圖顯示！”
連接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/336473
本帖與藍(lán)牙的區(qū)別：定義了復(fù)合材料的鋪層法向，分別為0，-45，,45,90
有從建模到后處理的完整教學(xué)視頻，需另外付費(fèi)，需要站內(nèi)聯(lián)系，私信我就行，技術(shù)鄰下單
視頻下載地址：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/10watSonxRIvG_fS2yDRSBA 密碼：h03r
積分點(diǎn)X向應(yīng)力
展開 【模型下載】用cohesive element做的脆性材料隨機(jī)開裂模型（沖擊復(fù)合材料層壓板）
模型介紹：
復(fù)合材料層壓板損傷可以采用abaqus自帶的二維hashin，也可以自己寫子程序，動(dòng)畫中顯示的是子程序?qū)崿F(xiàn)的。
脆性材料，任意兩個(gè)單元之間插入cohesive 單元，模擬其隨機(jī)開裂。
采用顯式求解器
附件是abaqus自帶的hashin+cohesive的模型inp文件，歡迎下載。
Job-42_7d_73_5v_shell.rar
基于VUMAT復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)沖擊仿真
1 低速沖擊問題
夾層結(jié)構(gòu)具備良好的吸能特性，其沖擊特性一直是被重點(diǎn)關(guān)注的方向。
本期主要對復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)低速沖擊的仿真進(jìn)行介紹。
我本人做靜力問題相對多些，沖擊問題以前做過一個(gè)仿真效果，沒有深入研究。這幾天和學(xué)流體的師兄交流的時(shí)候，他說他同學(xué)有一個(gè)搞高速?zèng)_擊的，用流體的方法搞。
好奇心來了，流體的方法怎么搞？
師兄曰，高速情況下，彈子穿過一些物體，不就像彈子游在水里一樣嘛。
雖然說得很玄妙，但是好像很有道理。實(shí)際上流體和固體很多現(xiàn)象很接近。就比如帶孔板的拉伸和圓柱擾流，云圖真是傻傻難分。并且還真有學(xué)者找到兩者的本構(gòu)共通性，用圓柱繞流來研究帶孔板。
一下子扯遠(yuǎn)了，繼續(xù)低速沖擊。
2 模型
考慮如下模型，邊界條件為底部固支，上面板四個(gè)角點(diǎn)固支。面板失效基于Hashin準(zhǔn)則判斷，芯層失效基于MISESS準(zhǔn)則判斷。
看似簡單的問題往往暗含殺“雞”。
1） 沖頭設(shè)置為剛體，其密度的取值，不能直接賦予鋼的屬性。因?yàn)閷?shí)際的沖頭結(jié)構(gòu)為柱狀。建模中，處于簡化考慮，取頭部半球進(jìn)行建模，為此需要根據(jù)實(shí)際沖頭質(zhì)量，換算出仿真用沖頭的密度。
2） 面板和夾層之間可以綁定，如果夾層是蜂窩這類非均勻結(jié)構(gòu)，用接觸屬性會(huì)比較合適，但是接觸的定義要考慮好，否則很容易穿透，或者大滑移。
3） 同樣的，沖頭和面板的接觸也要注意，網(wǎng)格的疏密和接觸屬性都可能造成穿透。
4） 為了防止網(wǎng)格過度扭曲，要對網(wǎng)格扭曲進(jìn)行控制，也可以縮放其質(zhì)量，或者對過度扭曲的單元，直接賦予高模量。
5） 載荷為速度載荷，如果已知沖擊能量，就根據(jù)沖頭質(zhì)量進(jìn)行速度換算，這是高中知識了。
3 VUMAT
1) 我們此次使用VUMAT最重要的目的是，實(shí)現(xiàn)失效區(qū)域的識別。
2) 本次VUMAT關(guān)鍵輸出，是應(yīng)力的更新和損傷變量的更新。
展開 復(fù)合材料有限厚度cohesive沖擊文件 ￥3
文件
復(fù)合材料層合板沖擊文件 ￥3
https://www.bilibili.com/video/BV1bM411u7gP/
視頻中文件
abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊 ￥20
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abaqus纖維復(fù)合材料落錘沖擊，
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內(nèi)插0.01mm有厚度cohesive單元
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已調(diào)試完成，已解決網(wǎng)格畸變報(bào)錯(cuò)問題，內(nèi)附有CAE，inp（不含Puck子程序，僅供學(xué)習(xí)參考使用）
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