基于ABAQUS碳纤维树脂基复合材料抗冲击性能研究

陈鑫 马士东 刘升辉

摘 要：随着复合材料的工艺越来越成熟，其良好的物理性能，如比强度高、比刚度高、比模量高、耐腐蚀性好、结构重量轻等优良性能，得到了航空领域的一致认可。但复合材料的抗冲击性能比较差，当其受到外来物冲击时可能造成严重的损伤，因此使研究成为了必要。本文对有限元软件ABAQUS做了简要说明，并用其对碳纤维树脂基复合材料层合板的冲击进行建模模拟，对冲击后层合板失效性能做了简要分析。

关键词：碳纤维树脂基；复合材料；冲击；ABAQUS建模；失效分析

复合材料是一种非均匀的混合物，具有多种分类。其中纤维复合材料由于比重小，比强度和比模量大，而用量最大，应用最广。最常见的形式之一是交错粘合的层合板，层合板是由一层层的纤维平行铺设后，再注入未固化的环氧树脂或其他基体材料，其中基体在纤维问起传递载荷的作用，使纤维能够承受压缩和剪切裁荷。[1]

1 ABAQUS简介

ABAQUS 公司根据用户的反馈不断解决各种技术难题并改进软件，如今，ABAQUS软件已经逐步完善，从简单的线弹性静态问题到复杂的高度非线性问题，从单个零件的力学分析到多个庞大复杂系统的多物理场耦合分析，ABAQUS都能驾驭。具体而言，ABAQUS除了能有效的 进行静态和准静态分析、模态分析、瞬态分析、接触分析、弹塑性分析、几何非线性分析、碰撞和冲击分析、爆炸分析、屈曲分析、断裂分析、疲劳和耐久性分析等结构分析和热分析外，还能进行流固耦合分析、热固耦合分析、声场和声固耦合分析、压电和热固耦合分析、质量扩散分析等。……