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含金属内衬的复合材料身管是一类十分特殊的复合结构，复合材料细观结构复杂，材料宏观表现为各向异性，复合材料和金属内衬的材料不同，界面应力连续、应变不连续，这种复合结构的力学特性非常复杂。在工程应用中，由于复合材料结构的复杂受力性，复合材料在瞬态载荷的作用下的损伤形式也多种多样，如复合材料层间分层、界面脱离、复合材料纤维断裂、复合材料基体屈服等，而含金属内衬的复合材料圆筒结构则更加复杂，在热-机械冲击载荷作用下，还包括内衬失效、基体熔化、金属与复合材料的界面分离等损伤模式。因此，热-机械冲击载荷作用下含金属内衬复合圆筒结构的损伤问题是一个十分复杂的力学问题，涉及力学领域的多个学科，包括复合材料细观力学、断裂力学、损伤力学、结构力学、计算力学等。63560
目前，国外对于冲击载荷作用下复合材料的损伤问题的研究非常热门，研究内容主要集中在复合材料力学本构模型、损伤检测、试验测试、冲击损伤和数值模拟几个方面。
复合材料结构的静动态力学特性的研究是建立在复合材料力学本构模型的基础上的。因此，建立复合材料的力学本构模型，尤其是损伤力学的本构模型是研究的热点问题。Hochard等建立了疲劳载荷和静力载荷作用下的编织纤维复合材料层合板的广义非线性损伤模型，此模型应用于第一层复合材料层失效，并逐渐推广至多层复合材料的失效。[1]McCartney则采用能量方法建立了纤维增强型复合材料层合板的疲劳损伤模型，通过精确的应力传递模型来预测其等效应力强度系数和能量释放率，并发展了两种分析的方法，一种适用于含有极小裂纹的多层交叉铺层复合材料层合板，此时，能量释放率和应力强度系数随缺陷的尺寸的变化而变化，但只能在单向载荷作用情况下；另一种方法用于多向载荷作用的情况，此时能量释放率和应力强度系数与缺陷尺寸无关。[2]Maimi等则针对纤维增强复合材料建立起连续介质损伤模型，分别从计算方法、实验验证和本构模型等方面开展了研究，适用于模拟复合材料的结构失效和层内失效，通过一组损伤变量表示横向和纵向失效，每一种失效机制的数值计算中通过调整材料在一点处的能量耗散量来实现。[3]
对于冲击载荷作用下复合材料结构的损伤问题的研究则主要集中于低速冲击方面，Azouaoui等人研究了玻璃纤维复合材料在低速冲击下的损伤和动力学响应问题，应用刚度降阶方法来评价复合材料的损伤，而且研究了影响损伤的因素。[4]Lopes等则研究了连续多层铺层角不同的复合材料承受低速冲击时的动态特性，论文网并且开展了试验研究和数值分析，从而给出了铺层的设计方法和步骤，使得史记工程中能够设计出具有较好的弯曲刚度和面内刚度的复合材料结构，该复合材料在承受低速冲击时能够表现出很好的综合特性。[5][6]
近年来，随着软件技术和计算机技术的迅猛发展，科学研究中采用了越来越多数值模拟方法，其中最为常用和普遍的就是边界元法和有限元法。有限元方法适用于复合材料的结构分析，其大多采用均匀性假设，宏观上认为复合材料的材料特性是等效均匀的，这种方法适用于结构应力的分析，但是不适用于复合材料结构的损伤分析，Kilic等摒弃了均匀性假设，考虑到复合材料中基体和纤维的离散性以及组分材料的纤维方向比例，建立起纤维增强复合材料结构分析的有限元模型。[7]McCarthy等研究了剪切应力-应变非线性特性，发展了基于三次样条插值的有限元方法，来模拟纤维增强复合材料损伤的三维扩展规律。[7]Alessandro Airoldi等采用有限元显式分析的方法来分析纤维增强复合材料的分层损伤问题，通过在纤维增强复合材料的单元中定义层间附着准则来模拟复合材料的层间损伤。[9]T. Okabe等通过建立内部处理区子模型来模拟出层间分裂和横向裂纹，用桁架杆单元来模拟复合材料的纤维断裂。[10]Wang Lipeng等通过建立自适应分层单元模型对复合材料低速冲击损伤进行分析。[11]A.Blazquez等采用边界元来对0/90度复合材料双层板的损伤扩展问题进行研究，使用基于统一的平面应变方程的边界元程序来处理界面的裂纹问题，并计算出能量释放率。[12]