Z-pin增强复合材料Ⅰ型断裂韧性分析

【摘要】：复合材料层压板虽然具有良好的面内力学性能,但其层间断裂韧性比较低,在低能量冲击载荷下就很容易发生分层和失稳扩展。z-pinning技术是上世纪90年代中期发展起来的一种沿厚度方向对复合材料层压板进行增强的技术。本文根据简化的桥联力模型,使用三维实体单元来模拟复合材料层压板,用非线性弹簧单元来模拟z-pin,通过有限元软件ANSYS对z-pin增强双悬臂梁的Ⅰ型裂纹扩展进行了数值模拟,并研究了参数变化对其断裂韧性的影响,为我们优化和改进z-pinning技术提供重要的信息。研究结果跟文献数据符合较好,表明z-pinning技术可以大大增强复合材料的断裂韧性。