含分层损伤复合材料层合板动力响应与破坏分析

"考虑破坏过程含损复合材料层合板动力响应 (2003年)" 本文是关于复合材料层合板在动态载荷作用下，尤其是含有分层损伤时的动力响应和破坏行为的研究。作者们，陈浩然和刘远东，采用了一阶剪切理论作为基础，该理论在复合材料领域广泛应用于分析层合板的力学性质。他们引入了分项等参插值方法来推导层合板的刚度矩阵和质量矩阵，并在此基础上构建了瑞利阻尼的阻尼矩阵，以模拟实际结构中的损耗效应。 为了准确分析分层损伤对动力响应的影响，他们建立了一个分层模型，结合虚拟界面连接单元。这种模型设计的目的是避免在低阶模态分析中，由于分层而导致的上下子板不合理地分离或嵌入。此外，他们应用了Tsai提出的0.44刚度退化准则，这是一个常见的损伤量化标准，用于描述材料性能随着损伤的发展而降低的过程。结合Newmark法，这是一种常用的动力分析方法，他们对含分层损伤的复合材料层合板结构进行了动态破坏分析。 通过具体的数值算例，研究人员探讨了外部加载频率、分层长度、分层位置以及破坏过程中的刚度退化等因素对含损伤复合材料动力响应特征的影响。这些因素是决定层合板动力响应的关键参数，它们的变化会显著影响结构的稳定性和耐久性。 论文指出，纤维增强树脂基复合材料在制造和使用过程中容易受到各种损伤，如纤维断裂、微裂纹和层间分层，这些损伤在静态评估中可能被忽视，但在动态载荷下可能导致结构性能急剧下降，甚至提前失效。现有的剩余强度研究通常依赖于静态条件下的压缩和拉伸应变，但这些指标并不完全适用于动态环境下的结构评估。 该研究提供了对含分层损伤复合材料层合板动态性能的深入理解，强调了动态分析在评估此类结构剩余强度和预测早期失效中的重要性。这对于复合材料工程结构的设计、维护和安全性评估具有重要的理论和实践意义。