玻璃纤维/树脂复合材料缠绕空心玻璃微珠/树脂实芯球形结构单元耐撞能量耗散机制

来源期刊：复合材料学报2018年第6期

论文作者：周晓松 梅志远 吴梵

文章页码：1472 - 1480

关键词：纤维缠绕;复合材料;球形结构;能量耗散;储备浮力;

摘    要：提出并设计了一种新型的玻璃纤维/树脂复合材料缠绕空心玻璃微珠/树脂实芯球形结构单元。为探讨其在低速大质量冲击载荷作用下的约束损伤演变特征和耐撞能量耗散机制,通过ABAQUS建立该结构单元的数值分析模型并开展了低速大质量冲击试验研究。数值模拟与试验结果对比分析表明,该结构单元耐撞性设计的关键在于表层与内部球形浮力芯材的泊松比匹配性设计。内部球形浮力芯材在环向泊松较低表层约束应力的控制下发生平稳的塑性压缩损伤和剪切断裂破坏,表层在内部球形芯材横向膨胀效应的作用下发生渐进式环向拉伸断裂破坏,呈现花瓣形损伤破坏特征。结果表明,该新型结构单元不仅具有优异的耐撞能量耗散特性,同时能为水下结构平台提供一定的储备浮力。