雙向拉伸作用下復(fù)合材料層合板的斷裂與損傷.pdf

1、纖維復(fù)合材料是由高強(qiáng)度、低密度的纖維材料(如Graphite Kevlar)與基體(如Epoxy、BMI、PEEK樹脂)復(fù)合制成的新型復(fù)合材料。與傳統(tǒng)工程材料(如鋼、鋁)相比，復(fù)合材料具有許多突出的特點(diǎn)或優(yōu)點(diǎn)。一方面，纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)及化學(xué)性能，如比強(qiáng)度、比模量高，耐疲勞、破損安全性能好，阻尼減震、降噪聲性能優(yōu)異，化學(xué)性能穩(wěn)定，耐腐蝕，而且具有可設(shè)計(jì)性。另一方面，復(fù)合材料的制造工藝性好，便于整體成型及一次成型，可以大大減少模具

2、數(shù)目，節(jié)省連接和裝配時(shí)間，降低制造成本，所以使其備受工程界青睞。 本文從復(fù)合材料的力學(xué)性能、破壞形式上對(duì)纖維復(fù)合材料尤其是正交層合板進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的研究中，都是基于剪切滯遲理論而建立的剪切滯遲模型，僅僅分析了層合板在單向拉伸荷載下的力學(xué)效應(yīng)、裂紋擴(kuò)展，如應(yīng)力應(yīng)變之間的關(guān)系，裂紋密度對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響，層間分層對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響等，但是這種荷載形式與實(shí)際工程中的實(shí)際荷載形式相差太遠(yuǎn)，不能很好的解決工程中遇到的實(shí)際問題，而本文為了解決這

3、一缺點(diǎn)，從與實(shí)際荷載形式更相近的雙向拉伸荷載入手，研究了層合板在雙向拉伸荷載下，0°層和90°層基體同時(shí)開裂的位移應(yīng)力，做了以下工作： 1．基于剪滯理論建立了一個(gè)剪滯分析模型，假設(shè)正交層合板基體內(nèi)橫向裂紋達(dá)到特征飽和損傷狀態(tài)時(shí)，層合板在兩個(gè)受拉方向上的位移都沿層合板厚度按拋物線分布，分別取0°層和190°層單元體，考慮單元體的平衡而得到平衡方程，引入平均應(yīng)力和平均位移的概念，利用剪切滯遲理論研究了層合板中的應(yīng)力分布，推導(dǎo)出一組偏