[复合材料高速冲击仿真x]

复合材料高速冲击仿真

目录

TOC \o "1-5" \h \z 1 目的和范围 1..

\o "Current Document" 2 材料建模 —— MCQ-Composites 1...

\o "Current Document" 3有限元模型及计算结果 —— GENOA-PFA 2.

3.1 计算结果及讨论 3...

4 结论 4...

1目的和范围

本文档用于描述高速弹丸对玻璃纤维板的侵彻过程，内容涵盖玻璃纤维复合 材料的材料建模、冲击有限元模型建模以及结果讨论。

2 材料建模 MCQ-Composites

根据客户的描述，建立玻璃纤维板所用材料体系的多尺度材料模型， 材料牌

号单向带 S2GR/FM94，铺层[0 90]20S，厚度 11.4mm。

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MCQ根据上述组分（纤维、基体）参数、选定损伤 &失效准则计算得到材 料的宏观性能一一S-S曲线，同时考虑到弹丸速度较高（1000m/s）,须计入应变 率效应。

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最终的到S2GR/FM94材料体系的S-S关系如下，下图中黑色曲线为材料测 试结果，红色为多尺度材料模型的 S-S关系，损伤&失效准则采用基于组分应力 强度的失效组合。

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3有限元模型及计算结果一一GENOA-PFA

实心钢球直径10mm,对入射速度1000m/s,受冲击部件为5-20毫米的玻璃 纤维平板，平板采用前文描述的铺层和材料模型。

　受冲击面积为100mmx 100mm 区域，四边约束XYZ平动，FEM建模中钢球视为刚体，仅保留Z向平动自由度。

玻璃纤维板在厚度方向分四层单元，每层单元包含 20层Ply

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906m/s,由此判定弹丸击穿11.2mm厚的玻

3.1计算结果及讨论

玻璃板的损伤区域见下图（正反面），由于网格畸变，计算至弹丸击穿板背 面时计算中止。

弹丸击穿面板背面时的出射速度 璃纤维板。

4结论

1000m/s的直径10mm的实心钢球将击穿11.2mm的玻璃纤维板 (UDS2GR/FM94，[0 90]20S),需加厚，提高防护性。

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