[发明专利]一种预估复材层合板鸟撞吸能强弱的方法

说明书

本发明公开了一种预估复材层合板鸟撞吸能强弱的方法，属于飞机鸟撞实验领域。基于应力‑应变的线弹性假设，建立复材层合板应变能与等效弹性模量的关系，用以预估复材层合板鸟撞吸能的强弱，本发明首先获取预估复材层合板纵向弹性模量、横向弹性模量、泊松比、剪切模量，并获取预估复材层合板的铺层角度及层数；进而计算预估复材层合板的弹性模量，从而预估复材层合板的鸟撞吸能强弱，即等效弹性模量越小，吸能越强。本发明无需测量层合板的应力‑应变曲线，直接根据理论计算得到的弹性模量来预估其鸟撞吸能强弱。

技术领域

本发明涉及飞机鸟撞实验领域，特别是涉及一种预估复材层合板鸟撞吸能强弱的方法。

背景技术

吸能强弱是评价材料抗鸟撞优劣的重要指标之一。该指标通常由材料应力—应变曲线所包围的面积，即应变能来表征。但应变能的计算需要事先测量应力—应变曲线，而不同冲击应变率下的曲线数值并不一致，这对材料参数测试试验提出较高要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种预估复材层合板鸟撞吸能强弱的方法，该方法基于应力-应变的线弹性假设，建立复材层合板应变能与等效弹性模量的关系。无需测量层合板的应力-应变曲线，直接根据理论计算得到的弹性模量来预估其鸟撞吸能强弱，主要包括如下步骤：

S1、获取预估复材层合板纵向弹性模量、横向弹性模量、泊松比、剪切模量；

S2、获取预估复材层合板的铺层角度及层数；

S3、计算预估复材层合板的弹性模量E。

S4、根据表征吸能强弱的应变能，该表征吸能强弱的应变能W表达式如下：其中，εa为材料的最大应变，同时材料的应变能与弹性模量成反比，如下所示：

当其处于线弹性变形段时，应变与应力满足：

其中，σ为应力，ε为应变，σ(ε)为材料的应力—应变曲线，进而预估复材层合板的鸟撞吸能强弱，即等效弹性模量越小，吸能越强。

在上述方案中优选的是，所述弹性模量与单个铺层厚度成正比。

该方法思路简单、明确，容易程序化，预估精度高，可以方便快捷地预估复合材料层合板的鸟撞吸能强弱，对结构抗鸟撞设计具有指导作用。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的预估复材层合板鸟撞吸能强弱的方法流程图。

图2是图1所示实施例的图鸟体动能随时间的变化曲线示意图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，为本发明预估复材层合板鸟撞吸能强弱的方法流程图，如图所示，本发明涉及的方法包括：