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复合材料层合板和加筋结构在飞行器中有广泛应用,但其层间性能薄弱,在冲击荷载下易于分层,一旦出现分层损伤,其(压缩)强度可能大大降低,并且低速冲击引起的分层损伤往往难以目视发现,因此复合材料(层合)加筋结构的低速冲击损伤是飞行器复合材料结构设计和安全评估中的关键问题。因其问题的复杂性,目前仍未很好解决。本文内主要的研究容如下:(1)以ABAQUS软件为平台,利用脚本语言Python开发了复合材料层合板和复合材料加筋板低速冲击的参数化建模和损伤结果的可视化系统。该系统为开放式系统,用户可以方便地加入新的损伤分析模型,并且可以定义有限元网格的细分区域,以便在保证精度的前提下提高计算效率。系统可输出低速冲击荷载下复合层板及加筋板中的各种损伤模式和冲击过程中接触力-时间曲线等结果。(2)提出一种采用一个块体单元包含多层复合材料铺层的模型,模型可以考虑单个铺层各种模式的损伤,根据每个铺层的损伤情况计算单元的各等效弹性参数,有效提高了计算效率。该模型在ABAQUS/Explicit提供的用户材料Vumat中实现。(3)对复合材料层板的分层失效的Choi-Chang准则和Cohesive进行了改进,前者考虑了沿厚度方向应力的影响,后者考虑了界面下铺层中横向应力的影响。改进的模型在Vumat中实现。(4)用上述研究的理论和开发的参数化建模分析系统对复合材料层合板和加筋结构的低速冲击损伤进行了模拟和分析,通过与文献中的数据比较,验证了本文方法和所开发软件的可靠性。