碳纤维增强复合材料准静态电弧损伤的电-热耦合分析
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肖慈恩(1996—),女,博士研究生,主要从事雷电电弧的多场建模和仿真技术研究。

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中图分类号:

V258;TB332

基金项目:

国家自然科学基金(51977129);上海航天先进技术联合研究基金(USCAST2020-38)


Thermal-Electrical Coupling Analysis of Quasi-static Arc Damage in Carbon Fibre Reinforced Polymer
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    摘要:

    为有效预测碳纤维增强复合材料(carbon fibre reinforced polymer,CFRP)层压板的雷击电弧附着响应,并探讨阳极试件材料对雷电电弧参数空间分布的影响,基于商业有限元分析软件ABAQUS,分析了CFRP层压板雷电流注入后的热-电-结构耦合,建立了CFRP层压板电弧附着损伤的三维有限元模型。模拟了复合材料层压板在雷电流作用下的冲击响应,进行了复合材料层压板雷击附着机理和作用模式的分析,并探讨了试件尺寸对电弧附着响应特性的影响。研究结果表明,当CFRP试件的长宽比接近1时,CFRP损伤区域往往集中在准静态电弧附着处,与其他长宽比相比,损伤面积较小,但损伤深度较深。

    Abstract:

    In order to effectively predict the lightning arc attachment response of carbonfibre reinforced polymer (CFRP) laminates and explore the influence of anode specimenmaterial on the spatial distribution of lightning arc parameters, on the basis of the finiteelement analysis software ABAQUS, the thermal-electrical-structural coupling of lightningcurrent injected into CFRP laminates was analyzed, and a three-dimensional finite elementmodel of the arc attachment damage was established. The impact response of compositelaminates under lightning current was simulated, the mechanism and mode of lightningstrike attachment were analyzed, and the influence of specimen size on arc attachment response characteristics was discussed. The results show that the damage regions tend to becentralized at the arc attachment when the aspect ratio of the CFRP specimen is close to 1,and the specimen shows smaller damage area but severer damage depth compared to otheraspect ratios.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

肖慈恩.碳纤维增强复合材料准静态电弧损伤的电-热耦合分析[J].制导与引信,2024,(1):1-6

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  • 收稿日期:2023-08-01
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  • 在线发布日期: 2024-03-29
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