复合材料层板冲击破碎实验与数值评估方法

吴彩斌¹，吴兆丽^2,3，平学成^2,3，赵骋飞^2,3，王峰⁴

1. 江西理工大学资源与环境工程学院2. 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室3. 天津科技大学机械工程学院4. 珠海方正科技多层电路板有限公司F7技术中心

摘 要：纤维增强复合材料层板是电路板基板的重要组成部分,预测其破碎过程是废旧电路板破碎机设计的重要依据.首先,基于实验测得复合材料层板的冲击能量,对比面内和面外2种冲击破碎方式.然后,基于Hashin损伤理论建立复合材料层板冲击破碎预测模型,预测的冲击消耗能量与冲击速度与实验结果吻合度高,表明Hashin损伤理论可以应用于玻璃纤维复合材料层板冲击破碎问题.通过复合材料层板的面内和面外冲击损伤过程对比分析,发现面内冲击破碎可以避免层间开裂造成的额外能耗,所以沿平面方向的冲击破碎效果要好于沿厚度方向的破碎效果.当前冲击损伤预测模型可进一步应用于预测电路板基板的破碎过程,也可用于指导电路板破碎机传动系统设计.

关键词：复合材料层板;冲击;破碎过程;损伤准则;数值模拟;