铁路车辆CFRP层材的高速冲击穿孔性能研究:实验和模拟
Xuanzhen Chen1,2, Yong Peng1,2, Kui Wang1,2
1Key Laboratory of Traffic Safety on Track of Ministry of Education, School of Traffic and Transportation Engineering, Central South University, Changsha 410075, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|December 22, 2023
概括
高速对碳纤维增强聚合物 (CFRP) 层材的冲击可能会导致穿孔. 弹子的形状和撞击角度显著影响损伤,形弹子造成的透率最大.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 航空航天工程 航空航天工程
背景情况:
- 碳纤维增强聚合物 (CFRP) 层材对于轻型铁路车辆的建造至关重要.
- 来自外体的高速冲击对铁路运输构成重大安全风险.
研究的目的:
- 为了研究在高速冲击下CFRP层材的穿孔性能.
- 分析冲击速度,弹子形状和冲击角度对层材损坏的影响.
主要方法:
- 实验性冲击测试在163米/秒的CFRP层板上进行.
- 使用ABAQUS.使用有限元模型的开发和验证.
- 实现一个用户定义的材料子程序,包括应变速率硬化和3D-Hashin损伤标准.
主要成果:
- 冲击速度与增加的冲击力和残余速度直接相关.
- 穿孔发生在120m/s以上,在140m/s以下,分层受到严重影响.
- 形投射器造成最多的穿透和分层;圆柱形投射器提供最多的阻力.
- 增加撞击角度会增加损坏和能量消耗,防止在60°处穿孔.
结论:
- 碳复合纤维层的穿孔取决于冲击速度,弹子的几何形状和斜率.
- 了解这些参数对于设计更安全的铁路车辆至关重要.
- 生物灵感复合结构为增强抗冲击性能提供了潜力.
更多相关视频
10:52Conducting Elevated Temperature Normal and Combined Pressure-Shear Plate Impact Experiments Via a Breech-end Sabot Heater System
Published on: August 7, 2018
8.6K
06:34Finite Element Modeling for the Simulation of the Quasi-Static Compression of Corrugated Tapered Tubes
Published on: January 6, 2023
1.6K
