题目：冲击试验机的研制及复合材料层合板低速冲击特性的研究

复合材料因具有优异的力学和化学性能而得到日益广泛的应用。复合材料结构的低速冲击问题被认为是复合材料结构中所需考虑的最重要的损伤形式。目前对复合材料层合板低速冲击的研究，已从开始单纯的试验观测，走向理论研究、有限元数值模拟和试验分析相结合的方向。本文围绕这一方向，进行了如下工作： (1)复合材料低速冲击试验设备是低速冲击试验的必要技术手段。本研究结合低速冲击试验的要求和相关试验标准设计制造了具有测量冲击速度和冲击接触力历程的专用冲击试验机。实际使用表明：该机结构简单、性能稳定、重复性好,完全满足试验要求。(2)对复合材料层合板进行了低速冲击试验研究。研究了不同冲击能量下和冲击的不同阶段复合材料层合板的冲击响应和损伤的发展情况，研究了含预制中间分层对冲击接触力以及损伤扩展的影响。结合建立的无损伤复合材料低速冲击模型研究了冲击接触力的变化历程与复合材料层合板冲击损伤形成、发展和损伤程度之间的关系。 (3)在ANSYS/LSDYNA平台基础上对复合材料层合板低速冲击过程的数值模拟方法进行了探索。重点讨论了建模方法、损伤准则以及冲击接触的建立方法。模拟采用瞬态分析方法，跟踪了冲击速度、冲头位移以及Von Mises应力场的变化。计算结果与试验结果对比表明：ANSYS/LSDYNA是分析层合板低速冲击问题的有效方法。