压缩预应力下缝合复合材料层板低速冲击响应数值模拟_刘学涛.pdf

第4 1卷 第3期V o l.4 1 N o.3材 料 科 学 与 工 程 学 报J o u r n a l o fM a t e r i a l sS c i e n c e&E n g i n e e r i n g总第2 0 3期J u n.2 0 2 3文章编号:1 6 7 3-2 8 1 2(2 0 2 3)0 3-0 4 1 8-0 7压缩预应力下缝合复合材料层板低速冲击响应数值模拟刘学涛1,毛春见1,吴玉根2,钟茂平3(1.南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏 南京2 1 0 0 1 6;2.中国船舶重工集团公司第七二五研究所,河南 洛阳4 7 1 0 0 0;3.江西洪都航空工业集团有限责任公司,江西 南昌3 3 0 0 2 4)【摘 要】通过建立无预应力下低速冲击数值模型,将仿真结果同试验结果相比较,验证了模型的正确性;并在此基础上施加24 0 0压缩预应变来分析缝合层板的冲击响应。结果表明:缝合复合材料层板在承受压缩预应力时,层板的弯曲变形增大,冲击力最大值减小,冲头的回弹速度降低,分层损伤投影面积增加,能量损耗增加。压缩预应力对缝合层板低速冲击有较大的影响。【关键词】缝合复合材料层板;压缩预应力;低速冲击;显式有限元;冲击响应中图分类号:T B 3 3 2 文献标志码:AD O I:1 0.1 4 1 3 6/j.c n k i.i s s n 1 6 7 3-2 8 1 2.2 0 2 3.0 3.0 1 2N u m e r i c a l S i m u l a t i o no fL o wV e l o c i t yI m p a c tR e s p o n s eo fS t i t c h e dC o m p o s i t eL a m i n a t e su n d e rC o m p r e s s i v eP r e l o a dL I UX u e t a o1,MA OC h u n j i a n1,WUY u g e n2,Z H O N G M a o p i n g3(1.S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fM e c h a n i c sa n dC o n t r o l f o rM e c h a n i c a l S t r u c t u r e s,N a n j i n gU n i v e r s i t yo fA e r o n a u t i c sa n dA s t r o n a u t i c s,N a n j i n g2 1 0 0 1 6,C h i n a;2.T h e7 2 5 t hR e s e a r c hI n s t i t u t eo fC h i n aS h i p b u i l d i n gI n d u s t r yC o r p o r a t i o n,L u o y a n g4 7 1 0 0 0,C h i n a;3.J i a n g x iH o n g d uA v i a t i o nI n d u s t r yC o.,L t d.,N a n c h a n g3 3 0 0 2 4,C h i n a)【A b s t r a c t】B ye s t a b l i s h i n gt h en u m e r i c a lm o d e lo f l o wv e l o c i t yi m p a c tw i t h o u tp r e l o a d,t h es i m u l a t i o nr e s u l t sa r ec o m p a r e dw i t ht h et e s tr e s u l t st ov e r i f yt h ec o r r e c t n e s so ft h e m o d e l.O nt h i sb a s i s,24 0 0c o m p r e s s i v ep r e-s t r a i n i sa p p l i e dt oa n a l y z et h ei m p a c tr e s p o n s eo fs t i t c h e dl a m i n a t e s.T h er e s u l t ss h o wt h a tw h e nt h es t i t c h e dc o m p o s i t el a m i n a t e si ss u b j e c t e dt oc o m p r e s s i v ep r e l o a d,t h eb e n d i n gd e f o r m a t i o no ft h el a m i n a t e i n c r e a s e s,t h e m a x i m u mi m p a c tf o r c ed e c r e a s e s,a n dt h er e b o u n ds p e e do ft h ep u n c hd e c r e a s e s.C o m p r e s s i v ep r e l o a dh a sag r e a t i n f l u e n c eo nt h el o wv e l o c i t yi m p a c to fs t i t c h e dl a m i n a t e s,w h i c hs h o u l db ec o n s i d e r e d i np r a c t i c a l e n g i n e e r i n gp r o b l e m s.【K e yw o r d s】S t i t c h e dc o m p o s i t el a m i n a t e s;C o m p r e s s i o np r e l o a d;L o wv e l o c i t yi m p a c t;E x p l i c i t f i n i t ee l e m e n t;R e s p o n s eo f i m p a c t收稿日期:2 0 2 1-0 5-0 8;修订日期:2 0 2 1-0 9-2 7基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(B K 2 0 1 6 0 7 8 6);江苏省优势学科建设工程资助项目(P A P D)作者简介:刘学涛(1 9 9 7),男,硕士研究生,研究方向:复合材料数值分析。通信作者:毛春见(1 9 8 3),男,博士,讲师,主要从事复合材料结构损伤容限/耐久性等领域科研工作。E-m a i l:n u a a m a o t e a m1 6 3.c o m。1 前 言 复合材料在航空航天领域应用广泛1。近年来国内外学者对复合材料层板受到冲击后的损伤响应进行了广泛的研究2-1 1。然而,在飞机结构中承受冲击的表面一般都会存在预应力。飞机维护时可能会出现修理工具、碎石冲击的可能,此时机翼底部承受压缩预应力;飞机上升时,存在冰雹、飞鸟等冲击的可能,此时机翼顶部承受压缩预应力。1 9 9 1年,N A S A将预应力对复合材料结构的冲击损伤影响纳入了考察范围1 2,目前,许多国内外学者 对此进行了 广泛的研究。S.H e i m b s等1 3-1 4对复合材料层板施加压缩预应力,然后对其进行低速冲击试验。研究发现:在冲击作用下,与未加载情况相比,压缩预加载情况下层板弯曲挠度增加、基体裂纹损伤程度增加。压缩预应力应在相关结构和载荷情况下予以考虑。冀赵杰等1 5通过对不同压缩预应力下铺层顺序为4 5/0/-4 5/9 04 s碳纤维/双马树脂层板进行了低速冲击试验,研究发现:当对复合材料层板施加压缩预应力时,层板的峰值力降低,层板表面的凹坑深度增加、最大挠度变大,层板内部发生分层损伤的总面积增大。王计真1 6基于显式有限元方法,采用隐式-显示耦合法对层板施加初始载荷,并建立数值模型,数值计算结果表明:压缩预应力会使接触载荷峰值减小,层压板的损伤面积增大,同时也对分层形状也有一定的影响。缝线的加入使复合材料层板的抗冲击性能更加优异。V.L o p r e s t o等1 7通过研究不同厚度的石墨/环氧缝合复合材料层板发现:加入缝线不会改变复合材料层板的损伤起始力,但缝合层板可以有效地抑制分层扩展;缝线对于较厚层板的抗损伤性能有显著的提高。毛春见等1 8研究了G 0 8 2 7/QY 9 5 1 2层板缝合方向、缝合密度及铺层顺序几种情况下的冲击损伤,结果表明:缝合层板受到冲击后产生的损伤明显小于未缝合层板产生的损伤;缝合方向对损伤没有影响;缝合密度越大,层板的损伤就越小。尽管缝合复合材料层板的低速冲击行为在国内外有较为广泛的研究,但关于压缩预应力下缝合复合材料层板的低速冲击行为,相关研究成果较少。基于此,本研究在A B AQU S中建立缝合材料层板低速冲击模型,编写VUMAT子程序,考虑纤维损伤、基体损伤、层间分层和缝线断裂等损伤形式,定义材料的本构关系;采 用 合 适 的 材 料 参 数 退 化 模 型,通 过 模 拟A y m e r i c h1 9中铺层为0/9 03 s的H S 1 6 0/R EM缝合层板的冲击过程,将仿真结果与试验值比较,验证了该方法的合理性和有效性。在A B AQU S/E X P L I C I T中对缝合层板施加压缩预应力,预测压缩预应力加入后缝合复合材料层板的冲击响应,研究了压缩预应力对缝合复合材料层板的影响。2 预应力缝合层板低速冲击有限元分析方法2.1 层板面内失效分析 缝合复合材料层板在低速冲击过程中会发生多种形式的损伤,使用H a s h i n准则2 0可以较好地判断层板的损伤情况,具体表达式如下:纤维方向,纤维拉断(1 10)时:1 1t1 12+1 21 221(1)纤维方向,纤维压断(1 10)时:-1 1c1 121(2)基体方向,基体开裂(2 20)时:2 2t2 22+1 21 221(3)基体方向,基体挤压(2 20)时:E2 22 22G2 32 32+2 2c2 2E2 2c2 22G2 32 32-1+1 21 221(4)当缝合层板单元的应变状态满足失效准则时,该单元发生纤维或基体损伤,损伤后该单元的刚度减小,本研究使用文献2 1 中的刚度折减方案,表达式如表1所示。表1 材料参数退化模型T a b l e1 D e g r a d a t i o nm o d e so fm a t e r i a l p r o p e r t yD a m a g em o d e M a t e r i a l d e g r a d a t i o nm o d eF i b e r t e n s i l e f a i l u r eE 1 1=0.0 7E1 1F i b e r c o m p r e s s i o nf a i l u r eE 1 1=0.1 4E1 1M a t r i xt e n s i l e f a i l u r eE 2 2=0.2E2 2G 1 2=0.2G1 2G 2 3=0.2G2 3M a t r i xe x t r u s i o nf a i l u r eE 2 2=0.4E2 2G 1 2=0.4G1 2G 2 3=0.4G2 32.2 层间失效分析 本研究采用界面单元来研究低速冲击时缝合复合材料层板的分层损伤。界面单元损伤分为两个阶段:第一阶段为判断界面单元是否开始损伤,第二阶段为界面单元是否完全损伤。图1给出了混合模式下的界面损伤演化图。图1 混合模式下的界面损伤演化图F i g.1 I n t e r f a c ed a m a g ee v o l u t i o nd i a g r a mi nm i x e dm o d e第一阶段使用了二次应力准则,表达式如下2 2:tnN2+tsS2+ttS2=1tn0tsS2+ttS2=1tn0(5)第二阶段使用指数准则,表达式如下:914第4 1卷第3期刘学涛,等.压缩预应力下缝合复合材料层板低速冲击响应数值模拟GIGI C+GI IGI I C+GI I IGI I I C=1(6)2.3 缝线失效分析 采用只能承受拉伸应力的空间杆单元来模拟缝线,只考虑空间杆单元的拉伸损伤,空间杆单元的本构方程进行修改后为:=E 000(7)判定缝线是否损伤的标准为:dts t=T21 0(8)2.4 预应力施加 在A B AQU S/E X P L I C I T中使用准静态分析来对缝合层板施加预应力。对层板两端的节点施加位移,使用S m o o t hS t e p曲线进行位移加载。在准静态加载过程中,变形材料的动能和内能比值很小时(在5%1 5%以内),可认为该准静态模型是合理有效的。3 试验比较和数值结果分析 为了验证方法的有效性,选用文献1 9 中的试验作 为 算 例 验 证。文 献 1 9中 采 用 铺 层 顺 序 为0/9 03 s,总厚度为2mm,层板的尺寸大小为6 5mm8 7.5mm,缝线材料为K e v l a r 2 9(2 2 0旦),缝合密度为5mm5mm,缝合方向为0,试验时用四个夹子夹住试验件的四个端点,防止试件发生移动。冲头直径1 2.5mm,质量2.2 8k g。表2、表3为缝合层板的基本力学性能。表2 缝合H S 1 6 0/R EM复合材料层板的基本力学性能T a b l e2 M e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f s t i t c h e dH S 1 6 0/R EMc o m p o s i t e l a m i n a t eE1 1E2 2E3 3G1 2=G2 3=G1 31 2=2 3=1 3XTXCYTYCS1 2=S2 3=S1 39 5G P a 7.5G P a 7.5G P a4.2G P a0.2 6 116 0 0k g/m318 4 0MP a 14 9 0MP a 3 3MP a1 4 5MP a1 2 2MP a表3 缝合H S 1 6 0/R EM层板层间力学性能和缝线力学性能T a b l e3 M e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f i n t e r f a c ea n ds t i t c h e so f s t i t c h e dH S 1 6 0/R EMc o m p o s i t e l a m i n a t eknks=ktNT=SGI CGI I=GI I I C16 0 0k g/m324 0 0MP a8 6 0MP a3 0MP a8 0MP a5 2 0J/m29 7 0J/m3M e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f s t i t c h e sE1 1Xt14 4 0k g/m36 0G P a2.9G P a 在层与层之间加入界面单元,将第六层、第七层单层板合并为一层,分别采用C 3 D 8 R和C OH 3 D 8模拟单层板和界面单元,缝线采用T 3 D 2单元模拟。固定层板的四个边,限制冲头的自由度使冲头只能沿Z方向移动。冲头与层板之间采用面-面接触。在冲击过程中不考虑摩擦力和重力的影响。缝合层板中心区域的网格为0.6 2 5mm0.6 2 5mm,该模型中单元数共计1 1 46 6 0个。建立的有限元模型如图2所示。图2 0/9 03 s缝合H S 1 6 0/R EM层板模型示意图F i g.2 S c h e m a t i cm o d e l o f0/9 03 ss t i t c h e dH S 1 6 0/R EMl a m i n a t e s 表4将0/9 03 s缝合层板中的部分试验结果和数值结果相比较,在不同能量下的误差均小于1 0%,验证了数值方法的可靠性。从表中可以看出,冲击能量越大,分层损伤和峰值载荷越大。图3显示随冲击能量增大,峰值载荷增加。四种冲击能量下冲头与缝合层板的接触时间没有明显变化。图4显示随冲击能量增大,冲头位移也随之增大;冲头与层板接触的时间越来越短。冲头速度为0时,冲头反弹,在冲击过程中层板发生了振动和损伤,导致反弹后的速度比初始速度小。024材料科学与工程学报2 0 2 3年6月表4 0/9 03 s缝合H S 1 6 0/R EM层板结果对比T a b l e4 C o m p a r i s o no f r e s u l t so f0/9 03 ss t i t c h e dH S 1 6 0/R EMl a m i n a t e sI m p a c t e n e r g y/J3468P r o j e c t e dd e l a m i n a t i o na r e aP e a kf o r c eE x p e r i m e n tv a l u e/mm28 21 0 51 4 31 7 7S i m u l a t i o nv a l u e/mm27 71 0 01 3 31 6 8E r r o r/%-6.0-5.0-6.9-5.4E x p e r i m e n tv a l u e/N23 2 628 1 334 8 840 3 3S i m u l a t i o nv a l u e/N22 0 228 0 735 4 941 0 5E r r o r/%-5.30.2-1.7-1.7图3 不同能量下缝合层板冲击力随时间变化曲线F i g.3 C u r v e so f i m p a c t c o n t a c t f o r c ev s t i m eo f s t i t c h e dl a m i n a t e sa td i f f e r e n t e n e r g i e s4 压缩预应力下缝合复合材料层板低速冲击响应分析 在A B AQU S/E X P L I C I T中对缝合层板施加压缩预应力,施加预应力有多种方式,对层板节点施加应力或者施加位移都可以达到施加预应力的效果。本研究采用施加位移的方法。对缝合复合材料层板左右两端节点施加相应位移,使得层板的应变为24 0 0,同时对缝合复合材料层板前后两端施加Z方向上的约束,保证缝合层板在x y平面内移动,如图5所示。运算结束后将O D B结果文件中的缝合层板导入A B AQU S/E X P L I C I T中,此时的复合材料层板预应 图4 不同能量下缝合层板冲头位移和冲头速度随时间变化曲线(a)不同能量冲头位移随时间变化曲线;(b)不同能量下冲头速度随时间变化曲线F i g.4 D i a g r a mo fp u n c hd i s p l a c e m e n t a n dp u n c hv e l o c i t yv s t i m ec u r v e so f s t i t c h e d l a m i n a t e sa td i f f e r e n t e n e r g i e s(a)d i f f e r e n t e n e r g yp u n c hd i s p l a c e m e n t c u r v e sw i t ht i m e;(b)d i f f e r e n t e n e r g yp u n c hv e l o c i t yc u r v e sw i t ht i m e图5 缝合层板的预应力加载F i g.5 P r e s l o a d l o a d i n go f s t i t c h e dc o m p o s i t e l a m i n a t e s124第4 1卷第3期刘学涛,等.压缩预应力下缝合复合材料层板低速冲击响应数值模拟力已施加完成,在此基础上进行冲击模拟。从图6中可以看出在层板加入压缩预应变后,缝合层板的分层损伤投影面积会增加。当冲击能量为4J时缝合层板的分层损伤投影面积增加得最多,约为2 3%;当冲击能量为8J时缝合复合材料层板的分层损伤投影面积增加最少,约为1 0%。从图7中可以看出缝合层板在未受到压缩预应力时的分层损伤投影近似圆形,在加入压缩预应力后,损伤主要沿9 0 方向扩展,在0 方向变化较小,损伤扩展方向垂直于预应力施加的方向。从图8中可以看出对施加压缩预应变后的缝合层板进行低速冲击会使冲击力的最大值减小,这一现象 图6 不同压缩预应变下缝合层板分层损伤投影面积F i g.6 P r o j e c t i o na r e ao fd e l a m i n a t i o nd a m a g eo f s t i t c h e d l a m i n a t e su n d e rd i f f e r e n t c o m p r e s s i v ep r e s t r a i n s图7 四种能量不同压缩预应变下缝合层板的分层损伤投影情况F i g.7 D e l a m i n a t i o nd a m a g ep r o j e c t i o no f s t i t c h e d l a m i n a t e su n d e r c o m p r e s s i o np r e s t r a i nw i t hf o u rd i f f e r e n t e n e r g i e s图8 缝合层板在不同预应变状态下冲击力随时间变化曲线对比(a)3J;(b)4J;(c)6J;(d)8JF i g.8 C o m p a r i s o no f i m p a c t f o r c ec u r v e sw i t ht i m eu n d e rd i f f e r e n t c o m p r e s s i v ep r e s t r a i ns t a t eo f s t i t c h e d l a m i n a t e s(a)3J;(b)4J;(c)6J;(d)8J在冲击能量为4J时最为明显。当冲击能量为4J时,施加压缩预应变的缝合层板受到的最大冲击力相较于未施加压缩预应变的缝合层板受到的最大冲击力减少了1 4%。从图9中可以看出压缩预应变可以使缝合层板弯曲刚度降低,在冲击过程中缝合层板的变形程度相较224材料科学与工程学报2 0 2 3年6月于无预应变状态下有很明显的增大。此外,压缩预应力的引入会使变形达到峰值的时刻推迟。图9 缝合层板在不同压缩预应变状态下冲头位移随时间变化曲线(a)3J;(b)4J;(c)6J;(d)8JF i g.9 V a r i a t i o nc u r v e so fp u n c hd i s p l a c e m e n tw i t ht i m eu n d e rd i f f e r e n t c o m p r e s s i v ep r e s t r a i ns t a t e so f s t i t c h e d l a m i n a t e s (a)3J;(b)4J;(c)6J;(d)8J 图1 0给出了有无压缩预应变下模型中层板吸收能量随冲击能量变化图。与未施加压缩预应力时相比,压缩预应力会增加层板的能量吸收,层板的吸收的能量主要用于分层损伤、纤维断裂和基体损伤。当冲击能量为4J时,层板吸收能量比率增加得最多。图1 0 不同压缩预应变下缝合层板吸收能量对比F i g.1 0 C o m p a r i s o no f e n e r g ya b s o r p t i o no f s t i t c h e d l a m i n a t e su n d e rd i f f e r e n t c o m p r e s s i v ep r e s t r a i n s从图1 1中可以看出,距离冲头越远,纤维和基体 损伤越大。通过比较图1 1(a)、(b)可以发现,基体损伤明显大于纤维损伤。压缩预应力的加入明显增加了缝合层板的纤维损伤和基体损伤。5 结 论 在A B AQU S软件平台下实现了对H S 1 6 0/R EM缝合层板低速冲击过程的模拟,数值结果与试验结果相近,在此基础上对缝合层板施加压缩预应力,预测了压缩预应力对H S 1 6 0/R EM缝合复合材料层板的影响。数值模拟结果表明:在相同冲击能量下,未施加预应力的缝合层板分层损伤投影近似为圆形,施加压缩预应力的缝合层板分层损伤投影沿垂直于施加预应力的方向扩展,增加了层板的纤维损伤与基体损伤。压缩预应力的引入会增加缝合层板的损伤面积;压缩预应力的引入会降低缝合层板的弯曲刚度,使缝合层板的最大冲击接触力降低、弯曲刚度增加,推迟了缝合层板变形峰值出现的时刻。324第4 1卷第3期刘学涛,等.压缩预应力下缝合复合材料层板低速冲击响应数值模拟图1 1 4J冲击能量不同压缩预应变下缝合H S 1 6 0/R EM层板的纤维基体损伤对比(a)缝合层板纤维损伤面积;(b)缝合层板基体损伤面积F i g.1 1 C o m p a r i s o no f f i b e ra n dm a t r i xd a m a g eo f s t i t c h e d l a m i n a t e su n d e rd i f f e r e n t c o m p r e s s i v ep r e s t r a i n so f4J i m p a c t e n e r g y (a)f i b e rd a m a g ea r e ao f s t i t c h e d l a m i n a t e s;(b)m a t r i xd a m a g ea r e ao f s t i t c h e d l a m i n a t e s参考文献1 沈军,谢怀勤.航空用复合材料的研究与应用进展J.玻璃钢/复合材料,2 0 0 6(6):4 8-5 4.2 张超,刘建春,方鑫.复合材料层板低速倾斜冲击损伤分析J.北京航空航天大学学报,2 0 2 2,4 8(1 2):2 3 8 8-2 3 9 7.3 张志远,李伟,蒋鹏,等.碳纤维复合材料层合板低速冲击损伤特性研究J.兵器材料科学与工程,2 0 2 1,4 4(4):3 4-3 9.4 周俊杰,王生楠.复合材料层合板低速冲击渐进损伤模型J.西北工业大学学报,2 0 2 1,3 9(1):3 7-4 5.5 段苗苗,史文艳,张晓研,等.低速冲击下复合材料层合板损伤试验与模拟J.强度与环境,2 0 2 0,4 7(2):2 6-3 1.6 L I U L,D E AN H,WAN D T,e ta l.L o w v e l o c i t yi m p a c tb e h a v i o r a n d s i m u l a t i o n o f p a r a m e t r i c e f f e c t a n a l y s i s f o rUHMWP E/L L D P E t h e r m o p l a s t i c c o m p o s i t e l a m i n a t e sJ.C o m p o s i t eS t r u c t u r e s,2 0 2 1,2 5 8:1 1 3 1 8 0.7 NA GA R A JM H,C A R R E R A E,P E T RO L O M.P r o g r e s s i v ed a m a g ea n a l y s i so f c o m p o s i t e l a m i n a t e s s u b j e c t e d t o l o w-v e l o c i t yi m p a c tu s i n g2 Dl a y e r-w i s es t r u c t u r a lm o d e l sJ.I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a l o f N o n-L i n e a r M e c h a n i c s,2 0 2 0,1 2 7:1 0 3 5 9 1.1-1 0 3 5 9 1.9.8 A J AYKK,K I R ANKN,S R I N I VA S AG,e t a l.M o d e l i n ga n ds i m u l a t i o no nc o m p o s i t el a m i n a t e ss u b j e c t e dt ol o w v e l o c i t yi m p a c tJ.M a t e r i a l s T o d a y:P r o c e e d i n g s,2 0 1 9,1 8(7):5 3 6 4-5 3 7 2.9 S A J J A DS,I Z A D IR,L I A GHA TG H,e ta l.A ne x p e r i m e n t a ls t u d yo nd a m a g e i n t e n s i t yi nc o m p o s i t ep l a t e ss u b j e c t e dt ol o w-v e l o c i t y i m p a c t sJ.P o l y m e rT e s t i n g,2 0 2 1,9 3:1 0 6 8 8 7.1 0 徐颖,温卫东,崔海坡.复合材料层合板低速冲击逐渐累积损伤预测方法J.材料科学与工程学报,2 0 0 6,2 4(1):7 7-8 1.1 1 朱炜垚,许希武.T 3 0 0/QY 8 9 1 1层合板低速冲击试验及有限元模拟J.材料科学与工程学报,2 0 1 3,3 1(1):6 8-7 3,7 7.1 2 P O ECC.W o r k s h o po ni m p a c td a m a g et oc o m p o s i t e s;NA S AC P1 0 0 7 5R.W a s h i n g t o n,D.C.:NA S A,1 9 9 2.1 3 HE I MB S S,HE L L E R S,M I D D E N D O R F P,e t a l.L o wv e l o c i t yi m p a c t o n C F R P p l a t e s w i t h c o m p r e s s i v e p r e l o a d:T e s t a n d m o d e l l i n gJ.I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f I m p a c tE n g i n e e r i n g,2 0 0 9,3 6(1 0-1 1):1 1 8 2-1 1 9 3.1 4 HE I MB SS,B E R GMANN T,S C HU E L E R D,e ta l.H i g hv e l o c i t yi m p a c to n p r e l o a d e dc o m p o s i t ep l a t e sJ.C o m p o s i t eS t r u c t u r e s,2 0 1 4,1 1 1:1 5 8-1 6 8.1 5 冀赵杰,关志东,黎增山,等.压缩预应力对复合材料层板抗冲击损伤性能的影响J.复合材料学报,2 0 1 6,3 3(8):1 6 7 7-1 6 8 6.1 6 王计真.预应力状态下复合材料板冲击响应数值方法研究J.科学技术与工程,2 0 1 7,1 7(4):2 5-3 1.1 7 L O P R E S T OV,ME L I T O V,L E ON EC.E f f e c to fs t i t c h e so nt h e i m p a c tb e h a v i o u ro fg r a p h i t e/e p o x yc o m p o s i t e sJ.C o m p o-s i t e sS c i e n c e&T e c h n o l o g y,2 0 0 6,6 6(2):2 0 6-2 1 4.1 8 毛春见,许希武,郑达.缝合复合材料层板低速冲击及冲击后压缩实验研究J.复合材料学报,2 0 1 2(2):1 6 0-1 6 6.1 9 AYME R I C HF,P R I O L OP.C h a r a c t e r i z a t i o no f f r a c t u r em o d e si ns t i t c h e da n du n s t i t c h e dc r o s s-p l yl a m i n a t e ss u b j e c t e dt ol o w-v e l o c i t yi m p a c t a n d c o m p r e s s i o n a f t e ri m p a c tl o a d i n gJ.I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a lo fI m p a c t E n g i n e e r i n g,2 0 0 8,3 5(7):5 9 1-6 0 8.2 0 HA S H I N Z.F a t i g u ef a i l u r e c r i t e r i af o r u n i d i r e c t i o n a lf i b e rc o m p o s i t e sJ.A S ME,T r a n s a c t i o n s,J o u r n a l o f A p p l i e dM e c h a n i c s,1 9 8 1,4 8:8 4 6-8 5 2.2 1 C AMANHOPP.Ap r o g r e s s i v ed a m a g em o d e l f o rm e c h a n i c a l l yf a s t e n e dJ o i n t s i nc o m p o s i t e l a m i n a t e sJ.J o u r n a lo fC o m p o s i t eM a t e r i a l s,1 9 9 9,3 3(2 4):2 2 4 8-2 2 8 0.2 2 C AMANHOPP,D AV I L ACG.M i x e d-m o d ed e c o h e s i o nf i n i t ee l e m e n t sf o r t h e s i m u l a t i o n o f d e l a m i n a t i o n i n c o m p o s i t em a t e r i a l s:NA S A/TM-2 0 0 2-2 1 1 7 3 7R.S p r i n g f i e l d:U.S.C A S I.NT I S,2 0 0 2:1-4 2.424材料科学与工程学报2 0 2 3年6月