常溫及低溫下割口單向疊層板的拉伸破壞研究.pdf

1、單向疊層板是一種最簡(jiǎn)單的疊層復(fù)合材料，也是復(fù)合材料工程結(jié)構(gòu)中最基本的單元，許多領(lǐng)域如航空航天等尖端領(lǐng)域都把這些材料作為良好的承力構(gòu)件。由于這些材料在制作和使用過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)諸如斷纖維和割口等形式的缺陷，因而研究這類含缺陷復(fù)合材料的強(qiáng)度和破壞是當(dāng)今復(fù)合材料制造和使用的迫切需要。但是由于其破壞機(jī)理比較復(fù)雜，目前在理論分析方面，尚無(wú)較合適和簡(jiǎn)便的力學(xué)模型和分析方法。 該文以割口單向疊層板為研究對(duì)象，基于剪滯理論，研究了常溫和

2、低溫兩種條件下的割口單向疊層板的應(yīng)力集中問題，并采用統(tǒng)計(jì)斷裂理論分析了割口單向疊層板的最終拉伸強(qiáng)度問題。 該文主要完成了以下工作： 1.基于剪滯理論，建立一種有限子層剪滯分析模型，分析了含割口的單向疊層板在拉伸載荷作用下的應(yīng)力重新分布問題，獲得了割口前緣完整纖維的應(yīng)力集中因子。在此基礎(chǔ)上，采用細(xì)觀統(tǒng)計(jì)破壞理論，研究了割口單向疊層板的拉伸破壞強(qiáng)度，并與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究，以證實(shí)該文剪滯模型和分析方法的正確性。

3、 2.進(jìn)一步推廣上述的剪滯分析模型，建立一種計(jì)及界面損傷的分層剪滯模型，分析了含割口的單向疊層板在拉伸荷載作用下的應(yīng)力重新分布問題，據(jù)此可求得界面損傷區(qū)長(zhǎng)度和割口前緣完整纖維的應(yīng)力集中因子。在此基礎(chǔ)上，采用細(xì)觀統(tǒng)計(jì)破壞理論，研究了割口單向疊層板的拉伸破壞機(jī)理和強(qiáng)度，定量獲得了殘余拉伸強(qiáng)度與界面剪切強(qiáng)度的關(guān)系，所得結(jié)果與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)有較好的吻合。 3.在上述工作的基礎(chǔ)上，分析了低溫下含割口單向疊層板在拉伸荷載作用下的應(yīng)力重新分布問題