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《2018年全国固体力学学术会议摘要集(上)》2018年
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纤维桥联作用下的复合材料疲劳分层扩展行为研究

姚辽军  孙毅  果立成  陈向明  
【摘要】:针对纤维桥联作用下的复合材料疲劳分层扩展问题,通过对疲劳分层扩展中的能量耗散及对应微观损伤机理进行分析,从能量守恒角度揭示了纤维桥联在疲劳分层扩展中的作用机制;进而结合分层扩展中的应变能释放率分析,提出一个新的疲劳裂纹扩展控制参数,建立了新的疲劳分层扩展准则;采用该准则对纤维桥联作用下的复合材料疲劳分层扩展行为进行研究,揭示了复合材料的疲劳分层扩展规律。对疲劳分层扩展中的能量耗散进行分析发现:纤维桥联对疲劳分层扩展中能量耗散的影响有限,主要的能量耗散依然集中于分层前缘附近新裂纹的形成过程中;对疲劳分层扩散断面进行SEM扫描电镜分析发现:纤维/基体界面脱粘过程中产生的纤维压痕是疲劳分层扩展断面上的典型微观特征。采用该模型对不同铺层厚度复合材料的疲劳分层扩展行为进行研究表明:与传统的Paris疲劳分层扩展准则相比,新的疲劳分层扩展准则能够更好的对纤维桥联作用下复合材料的疲劳分层扩展行为进行描述,所得结论与疲劳分层扩展损伤机理及对应的能量耗散规律相符合。

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