2022.12百家博采一、CFRP层合板介绍CFRP层合板一般是由预浸料按照预先设计的铺层方向进行铺层，接着放进高温和高压环境下进行固化成型[1]。其中，热固性基体树脂对于整个结构有着粘结和荷载传递的功能，由于层合板的相邻层之间没有纤维增强，导致厚度方向和层间强度较低。异物(如跑道碎屑和掉落的工具)在平面外的冲击，可能会发生在复合材料结构的制造、运行、维护和维修过程中，这种损坏的严重后果是留下的损坏几乎无法通过肉眼检查来发现，这种类型的损坏称为几乎不可见的冲击损坏(BVID)，如果此结构继续使用，内部损伤便会扩展，从而造成材料的大范围内损伤。由于复合材料的两个实体(即纤维和环氧树脂)的固有脆性，与常规金属结构相比，复合材料结构更容易受到冲击破坏，并且在复杂的损坏模式下会失效，这是因为不同类型的损坏模式(包括纤维、基体损伤和分层)之间的相互作用导致的。在所有类型的损伤中，分层是主要的破坏模式，当结构处于压缩载荷下时，其压缩剩余强度一般只有未损伤材料的60％[2-4]。一般地，当基体裂纹的尖端传播到脆性界面时，会在该区域引起应力集中现象，如果此时界面的相邻铺层是不同方向，便会产生分层。因此，研究CFRP层合板在低能量冲击下的损伤，寻找并建立适合工程实际的有限元模型，预测层合板的起始损伤萌生以及扩展到破坏失效，这对合理评估复合材料结构的损伤容限、优化构型和缩短设计周期，具有重要的意义。二、CFRP层合板冲击试验方法目前研究CFRP层合板低速冲击损伤大部分以落锤冲击试验来进行研究，其试验标准主要有美国复合材料协会的ASTMD7136，波音公司的SACMASRM2-88，中国航空工业协会的HB6739-1993等。而运用最广泛的是ASTMD7136[5]标准，其冲头一般是半球形，被冲击式样尺寸是150mm×100mm，通过调整冲头的高度来模拟不同的低能量冲击，常见的是中心面内冲击，如图1所示。图1冲击示意图当CFRP层合板结构受到低能量冲击时，一般地，会产生四种主要的损伤形式[6](见图2)。接触应力和基体裂纹：在冲击过程中，当接触应力超过基体材料的强度时，第一层会产生基体裂纹，并在很短时间范围内随着载荷的增加而逐渐增加，接着基体便会发生垂直于纤维方向的裂纹。冲击产生的弯曲或剪切应力波会导致基体开裂。图2(a)和(b)显示了低速冲击过程中的接触应力和基体裂纹的形成。分层：损伤见图2(c)，分层会发生在低能量和高能量冲击下，并且损伤发生在层合板内部。当应力达到特定值，分层会扩展到周围界面，这些分层...
