CFRP层合板

斜向冲击能量吸收机理

通过实验、数值与理论相结合，阐明CFRP层合板在低速斜向冲击下的损伤机理与能量吸收机制。

Li, Zhongyu · 张君媛 · Lu, Bingquan · Xiaozhao, Zhao · 王剑锋 · Yang, Na

International Journal of Crashworthiness 2023

技术优势

揭示了两种工况的主导吸能机制

明确了回弹时分层为主导吸能机制，穿透时纤维弹性变形为主导，从而可针对不同工况优化层合板设计。

给出了斜角影响的定量规律

发现能量吸收性能受峰值力和有效厚度影响，二者随斜角变化，为斜向冲击下的性能预测提供了依据。

建立了理论分析模型

基于能量守恒与各向异性材料大弯曲变形理论，提出各能量吸收机制的解析模型，可减少对昂贵试验和仿真的依赖。

应用场景

• 抗冲击结构设计：利用解析模型预测斜向冲击吸能，优化层合板铺层与厚度设计。
• 航空结构安全：评估斜向冲击（如跑道碎片）下的损伤与剩余强度，保障结构安全。
• 碰撞吸能组件：通过设计主导吸能机制（分层或纤维弹性变形）提升碰撞能量吸收效率。
• 复合材料损伤评估：解析模型可快速估计分层与纤维变形损伤，辅助损伤容限评估。