为了研究结构几何比例对复合材料层压板在低速冲击作用下的动态响应和损伤的影响,基于ABAQUS有限元仿真平台使用包含面内损伤和分层损伤准则的层压板三维有限元模型进行冲击响应分析.在这些模型中,对于层压板的面内损伤,采用改进的Chang-Chang准则进行面内损伤预测；对于层压板内层间分层损伤,使用cohesive界面单元的失效进行模拟.一旦层压板在低速冲击作用下产生损伤,则通过VUMAT子程序对出现损伤区域的材料刚度参数进行折减.采用这种模型对三种尺寸的层压板受冲击过程进行仿真,比较了不同冲击速度下的冲击响应,得出了如下结论:在层压板内不出现冲击损伤的情况下,各模型的挠度和冲击力的规律符合相似理论,一旦出现冲击损伤,则冲击力的变化与相似理论解有所差别；如果缩比模型的冲击速度比例等于尺寸比例的平方根,则两个模型中的分层损伤的相对尺寸基本是相同的,该结果与已有的实验结果相吻合；而对各模型中由冲击所产生的面内损伤(即纤维损伤、基体开裂损伤和基体挤压损伤)的分析表明,损伤尺寸比例不符合这一相似规律.
复合材料层压板 低速冲击 损伤 比例效应 界面单元 有限元分析