题目：复合材料机匣包容性的数值仿真研究

航空发动机的非包容事故会对飞机及机上人员造成巨大的伤害，同时也会导致巨额的经济损失。因此准确地预测航空发动机机匣的包容能力是十分必要的。 本文重点研究了金属内缠绕和外缠绕树脂基2D编织复合材料机匣、全树脂基2D编织复合材料机匣的包容性。

为研究金属材料在高速冲击下的破坏，选用非线性瞬态动力学软件MSC.Dytran对弹体冲击金属薄板进行了数值模拟研究，并对壳单元和实体单元的计算结果进行了对比分析。结果表明在高速冲击下，壳单元计算得出的弹体剩余动能明显高于实体单元计算的，但是靶板的塑性变形能则相对偏低。

鉴于目前大多数通用有限元软件中关于复合材料的失效准则都是针对单向纤维增强层合板而开发的，对于2D编织复合材料，这些准则已不再适用，因此为研究2D编织复合材料在高速冲击下的破坏，本文开发了有限元软件Abqus/Explicit的用户子程序VUMAT。子程序中编写了适用于2D编织复合材料的失效准则，并添加了损伤演变规律。基于该子程序模拟了弹体冲击2D编织复合材料层合板和复合材料机匣的包容性。

结果表明当金属层和复合材料层的厚度分别相同时，金属外缠绕2D编织复合材料比内缠绕式的包容性强。全复合材料机匣内壁主要发生纤维压缩失效、基体压缩失效、基体剪切失效，机匣外壁主要发生纤维周向拉伸失效。