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塑料科技2024年第10期:基于SPH方法的鸟体撞击复合材料层合板数值模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨铮鑫;徐硕;党鹏飞;龚斌;

单位:沈阳化工大学机械与动力工程学院;

摘要:碳纤维复合材料具有优异的力学性能,被广泛应用于航空航天等领域,但在飞行中容易受到鸟类的撞击而损坏,因此,研究鸟体撞击复合材料层合板的过程具有重大的意义。以碳纤维复合材料层合板为研究对象,基于光滑粒子流体动力学法(SPH)和Ls-Dyna prepost显示动力学对其受到鸟体撞击的过程进行分析和研究。首先,采用拉格朗日模型建立碳纤维复合材料层合板的有限元模型,采用SPH方法建立鸟体模型。其次,考虑不同速度、不同姿态角对鸟体与层合板撞击时接触力及层合板能量耗散情况的影响规律。最后,分析在不同铺层角度条件下层合板对鸟撞吸能效果的影响。结果表明:接触力峰值随着鸟体冲击速度的增加而增加。鸟体姿态角在60°时层合板吸收更多的动能。铺层角度为[0/90/0/90/0/90/0/90]的层合板抗冲击能力最好,合理设置铺层角度能够提高复合材料层合板的吸能效果。

关键词:复合材料层合板;;鸟撞;;光滑粒子流体动力学法;;铺层角度

基金资助:国家自然科学基金(12002219);; 辽宁省科技厅自然科学基金计划项目(2022-NLTS-18-02);; 辽宁省科学技术计划项目(2022JH2/101300077、2023JH2/101600062)