碳纤维复材-铝合金双槽形截面层合板梁承载性能预测研究

为了研究具有双槽形异型截面的碳纤维增强铝合金层合板梁的弯曲承载性能,采用压力模压热固化成形工艺制备了两组碳纤维铺层结构分别为0°/90°/0°]和45°/0°/-45°]的双槽形截面层合板梁构件,进行了四点弯曲试验,获得了不同试件的极限弯曲荷载和破坏模式。针对二维Hashin失效准则的局限性,采用FORTRAN语言编写了适用于ABAQUS/Explicit显式分析算法的VUMAT子程序,实现了基于三维Hashin失效准则的CFRP层渐进损伤的数值模拟分析功能,对双槽形层合板梁的承载性能和破坏形式进行了分析。同时,基于经典层合板理论提出了一种预测碳纤维增强铝合金层合板梁安全承载力的理论方法。试验、数值模拟与理论计算结果的比较表明,所提出的安全承载力计算方法可用于预测碳纤维增强铝合金槽形截面层合板梁的安全承载力,可应用于异形截面层合板梁构件的设计。