基于复合材料Ⅰ型分层损伤机制的解耦内聚力方法

作     者：张旭东 段青枫 曹东风 陈翀一 胡海晓 王继军 李书欣 ZHANG Xudong;DUAN Qingfeng;CAO Dongfeng;CHEN Chongyi;HU Haixiao;WANG Jijun;LI Shuxin

作者机构：武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室武汉430070 国家能源氢能及氨氢融合新能源技术重点实验室佛山仙湖实验室佛山528200 武汉理工大学新材料力学理论与应用湖北省重点实验室武汉430070 中国葛洲坝集团路桥工程有限公司宜昌443000 

基　　金：国家自然科学基金(52273080,12302481,12172265) 2023年湖北省重大攻关项目(JD2023BAA028) 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年第41卷第9期

页      码：4942-4955页

摘      要：分层损伤是航空航天复合材料结构分层的主要损伤模式之一。Ⅰ型分层具有起始断裂韧性值低,损伤模式复杂的特征,深入分析裂纹尖端损伤区多种损伤机制之间的相互关系及纤维桥接损伤演化过程,对研究Ⅰ型分层损伤起关键作用。本文针对性采用3种不同层间铺层(0//0、0//45、0//90)设计T700级碳纤维/环氧复合材料层合板并开展Ⅰ型分层测试。通过观测分层起始及损伤演化过程,总结标准双悬臂梁(DCB)试验结果载荷位移曲线及R曲线规律,并根据试样断口形貌、SEM等多种表征方法分析,揭示了裂纹尖端的损伤机制。在此基础上提出了一种分层损伤机制解耦的新方法。该方法基于3个双线性内聚力本构叠加,通过建立内聚力单元模型来解耦不同损伤尺度的分层损伤机制,独立表征了不同损伤机制在分层扩展过程中所作的贡献。仿真模拟所需参数均可从试验获得,计算得到的仿真结果与试验结果具有良好的一致性。

主 题 词：复合材料层合板 分层 纤维桥接 损伤机制 DCB 内聚力模型 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.13801/j.cnki.fhclxb.20240311.004

馆 藏 号：203144342...