复合材料层合板分层裂纹扩展的试验及数值模拟研究  

THE STUDY ON TESTS AND NUMERICAL SIMULATION OF CRACK PROPAGATION PROBLEM IN DELAMINATION FAILURE OF COMPOSITE LAMINATED PLATE

作　　者：傅向荣[1] 陈新文[2] 岑松[3] 赵东[1] 赵阳[1] 蒋东英[1] 田歌[1] 张鹏[1] 

机构地区：[1]中国农业大学土木工程系,北京100083 [2]北京航空材料研究院,北京100095 [3]清华大学航天航空学院,北京100084

出　　处：《固体力学学报》2010年第S1期39-43,共5页Chinese Journal of Solid Mechanics

基　　金：国家自然科学基金(1087210810876100);十一五科技支撑项目((2006AK04A03;2006BAJ01B07);中央高校基本科研资金(中国农业大学2009-1-87;2009-3-11)资助

摘　　要：由于复合材料层合板在制作加工过程中会产生初始的微裂纹,且复合材料具有各向异性的力学特征,因此在承载条件下,这些微裂纹可能在黏结面上及在层与层之间发生、扩展、发展成宏观层间裂纹,最终导致结构的破坏.本文对复合材料层合板试验件进行了拉伸试验,提出了一种复合材料层合板分层建模方法,利用这种方法对一组试验件进行了单向拉伸荷载作用下极限承载力的研究,得出其分层扩展的位置及层间应力分布规律,将试验结果与数值模拟结果进行了对比,论证了分层建模方法对分析复合材料层合板分层裂纹扩展问题的可行性与适用性.由于复合材料层合板在制作加工过程中会产生初始的微裂纹,且复合材料具有各向异性的力学特征,因此在承载条件下,这些微裂纹可能在黏结面上及在层与层之间发生、扩展、发展成宏观层间裂纹,最终导致结构的破坏.本文对复合材料层合板试验件进行了拉伸试验,提出了一种复合材料层合板分层建模方法,利用这种方法对一组试验件进行了单向拉伸荷载作用下极限承载力的研究,得出其分层扩展的位置及层间应力分布规律,将试验结果与数值模拟结果进行了对比,论证了分层建模方法对分析复合材料层合板分层裂纹扩展问题的可行性与适用性.

关 键 词：复合材料 分层裂纹扩展 拉伸试验 分层建模 极限承载力 

分 类 号：TB33[一般工业技术—材料科学与工程]