题目：复合材料层板冲击压缩与金属薄板冲击疲劳性能研究

冲击损伤是飞机结构强度设计中普遍且重要的问题，研究复合材料层板和金属材料薄板冲击后的力学性能对保障飞机结构安全性和可靠性具有实际工程意义，为此，本文研究复合材料层板冲击后压缩剩余强度以及金属薄板冲击后疲劳性能，研究内容如下：

1）对T300/5228A复合材料层板进行冲击后压缩试验研究，研究表明：随着冲击能量的增加，凹坑深度呈现非线性增加，且剩余压缩强度逐渐降低。在试验基础上，考虑到层间效应的影响，依据cohesive黏连界面单元和hashin破坏准则，采用有限元分析软件动力学模块ABAQUS/Explicit，进行了复合材料层板低速冲击损伤过程的数值模拟和冲击后压缩强度数值模拟，实现了层板从冲击损伤到冲击后压缩破坏的全过程分析，数值模拟结果与试验结果吻合良好。

2）试验测定了冲击能量与2524-T3金属薄板凹坑特征尺寸L/h（凹坑宽度与深度的比）之间的关系曲线，据此，确定L/h分别为30、15、10对应的冲击能量，并预制3种凹坑尺寸（L/h分别为30、15、10）的疲劳试样；在此基础上，试验测定4种凹坑尺寸（无凹坑和有凹坑尺寸L/h＝30、15、10）的2524-T3薄板疲劳试样在应力比R=0.06下的疲劳S-N曲线，并进行了典型试验件断口的SEM分析，分析了影响疲劳寿命的内在机制；使用ABAQUS动力学模块，数值模拟冲击过程，且对冲击过后凹坑金属薄板进行静力分析，有限元分析结果与试验数据吻合良好。

3）根据试验所得的无凹坑以及3种凹坑尺寸系数金属薄板的疲劳寿命，基于Miner累积损伤理论和参数归一化的方法，估算其他凹坑尺寸系数金属薄板谱载下的疲劳寿命，估算结果与试验结果吻合良好，验证了估算方法的准确性。