提出一种三维黏聚力界面损伤模型，可以描述单调和交变载荷下层合复合材料混合型的分层损伤。损伤用界面所经历过的最大位移间断来定义，交变荷载下一个周期的加、卸载过程均考虑有损伤积累，模型还考虑了单调和疲劳损伤的门槛效应和交变载荷下裂纹的闭合效应。建立了包含该界面损伤模型的初始无厚度八节点等参界面单元，并引入加速损伤的算法，用一次计算循环代替若干次实际循环，提高计算效率。用该单元模型对某复合材料动部件疲劳分层裂纹的形成和扩展进行了模拟，得到了分层裂纹前沿界面局部损伤和结构疲劳分层的发展规律，模型预测的裂纹长度荷载循环次数对数(a- logN)曲线和结构剩余刚度与试验数据吻合。
层合复合材料面内强度性能优越但层间强度相对较低，有时比面内强度低1～2个数量级口]，因此分层是层合复合材料结构的主要损伤形式之一。在应力水平远小于强度极限的小幅值循环载荷下，层合结构层间的微损伤也会进行累积，当损伤累积到一定程度，就出现宏观的裂纹萌生和扩展，发生分层破坏。层合复合材料层与层之间粘结界面的厚度，不仅远小于层板的厚度，也远小于每一个铺层的厚度，进行有限元数值分析时，常规的有限单元会遇到单元划分上的困难，采用黏聚力模型和界面单元是分析这类界面问题的一个有效方法。
本文中建立了一种层合复合材料的层间疲劳损伤模型，该模型能模拟单调和周期载荷下界面混合型的分层损伤，构造了包含此本构关系的八节点等参界面单元，并用试验确定了部分损伤参数，用此模型数值模拟了某层合复合材料动部件中疲劳裂纹的形成和扩展。
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复合材料疲劳分层的界面单元模型.pdf
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