聚碳酸脂本构方程及其在鸟撞风挡仿真中的应用

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2013.08.016

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (8): 99-102.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.08.016

聚碳酸脂本构方程及其在鸟撞风挡仿真中的应用

韩强¹于鹏¹姚小虎^1†臧曙光²李志强³

1．华南理工大学土木与交通学院，广东广州 510640; 2．中国建筑材料检验认证中心有限公司，北京 100024;3．太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所，山西太原 030024

收稿日期:2012-04-24 修回日期:2012-10-31 出版日期:2013-08-25 发布日期:2013-07-01
通信作者: 姚小虎(1974-)，男，副教授，博士生导师，主要从事冲击动力学和纳米力学研究． E-mail:yaoxh@scut.edu.cn
作者简介:韩强(1963-)，男，教授，博士生导师，主要从事领域冲击动力学和纳米力学研究．E-mail:emqhan@scut．edu．cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(11072166);国家国际科技合作专项(2011DFA53080);山西省高等学校优秀青年学术带头项目

Constitutive Equation of Polycarbonate and Its Application to Simulation of Windshield Under Bird Impact

Han Qiang¹Yu Peng¹Yao Xiao- hu¹Zang Shu- guang²Li Zhi- qiang³

1.School of Civil Engineering and Transportation,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China;2.China Building Material Test and Certification Center,Beijing 100024,China;3.Institute of Applied Mechanics and Biomedical Engineering,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,Shanxi,China

Received:2012-04-24 Revised:2012-10-31 Online:2013-08-25 Published:2013-07-01
Contact: 姚小虎(1974-)，男，副教授，博士生导师，主要从事冲击动力学和纳米力学研究． E-mail:yaoxh@scut.edu.cn
About author:韩强(1963-)，男，教授，博士生导师，主要从事领域冲击动力学和纳米力学研究．E-mail:emqhan@scut．edu．cn
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(11072166);国家国际科技合作专项(2011DFA53080);山西省高等学校优秀青年学术带头项目

摘要/Abstract

摘要： 基于室温下的 Instron 静态压缩试验和霍普金森压杆( SHPB) 动态试验，利用Johnson- Cook 本构模型，并采用参数识别法和最小二乘法拟合相应的本构参数，确定了适合于聚碳酸脂的动态本构方程．发现低应变率下，理论值与实验值吻合较好; 高应变率下，理论值与实验值的屈服点吻合较好．将其用于描述飞机风挡材料，应用非线性有限元程序LS －DYNA3D 进行了鸟体撞击风挡的数值仿真计算．由风挡和鸟体的变形过程以及风挡的位移时程曲线可知，实验结果和数值结果吻合较好．

关键词: 聚碳酸脂, 本构模型, 应变率, 风挡

Abstract:

Based on the dynamic experiment of split- Hopkinson pressure bar (SHPB) and the static compression experiment of Instron at the room temperature,a dynamic Johnson- Cook constitutive equation of polycarbonate is proposed by using the least square and parameter identification methods to fit the corresponding constitutive parame-ters.It is found that the theoretical values accord well with the experimental ones at lower strain rates while they ac-cord well with each other only at yield points at higher strain rates.In addition,the model is employed to simulate the aircraft windshield under bird impact by using the nonlinear finite element software LS- DYNA3D.The results show that the deformations of the bird and the windshield as well as the history curve of the windshield displacement in the simulation accords well with those in the experiments.

Key words: polycarbonate, constitutive model, strain rate, windshield

中图分类号:

O344.3

韩强于鹏姚小虎臧曙光李志强 . 聚碳酸脂本构方程及其在鸟撞风挡仿真中的应用[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(8): 99-102.

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