玻璃纤维增强复合材料的损伤分析

 
      本文对玻璃纤维增强复合材料层合板进行了拉、剪多向应力本构关系的实验研究，成功地用软x射线照相观察到材料内部微裂纹沿纤维方向近似均匀分布，并沿裂纹面扩展至破坏的损伤形貌，同时结合声发射技术等监测其扩展规律。在此基础上建立了基于微观机制的微裂纹损伤模型，预测材料的损伤非线性本构关系和破坏，以及实验观察到的一些复合材料特有的损伤现象，理论预测结果与实验值吻合。

       对现代工程结构如飞机、潜艇、宇航飞行器等结构破坏的分析表明，由复合材料制成的构件，其内部微裂纹或微缺陷等损伤及其扩展是导致结构失效甚至发生事故的重要原因。因此，当前国内外有关科技工作者都极其重视复合材料的损伤及其扩展问题的研究。最近美国机械工程师协会(ASME)关于固体力学发展趋势与前景中有关“纤维增强复合材料”的报导[1J，着重把无损检测、损伤判据、寿命预测、细观结构表征及非线性变形等课题确认为今后研究的重点课题。在国内，复合材料损伤与扩展问题的研究已被列为国家七五期间自然科学基金重点研究课题。

       复合材料是一种非均质的各向异性材料，与金属材料相比，其损伤断裂问题更为突出，破坏机理也复杂得多。由于各组分材料的不同特性及工艺条件和温度、湿度等外部环境的影响，复合材料的损伤与断裂形式更是多种多样。就纤维增强复合材料来说，有基体开裂、界面脱胶、分层损伤及纤维拔出或断裂等多种形式。而且实际结构根据工程需要铺层，受力状态一般为多向应力，往往出现几种损伤形式同时发生的情况，因而使问题更复复杂。

资料下载： 玻璃纤维增强复合材料的损伤分析.pdf