弱界面粘结对复合材料有效性能的影响

      采用非线性弹簧元模拟界面，用细观力学有限元法计算分析了不同界面特性下弱界面粘结的纤维增强金属基复合材料的宏细观性能。并考虑了3种不同的界面模型。结果表明弱界面粘结的存在使复合材料宏观性能下降。在常响应界面情况下，复合材料横向拉伸应力一应变曲线存在明显的转折点，对应于界面分离的起始点，转折点的位置取决于界面粘结强度。当存在渐进适应界面时，复合材料横向拉伸应力一应变曲线存在3个阶段。
       金属基复合材料具有较高的比强度、比刚度以及良好的抗蠕变、耐高温等性能，因此在航空航天领域具有十分广阔的应用前景。复合材料做为一种多相结构材料，其力学性能和失效机理都与组分相的性能、增强相的形状、分布以及增强相和基体相之间的界面特性等细观特征密切相关，大量的国内外学者已经对界面问题做了较多的研究。然而，由于界面的微观结构非常复杂，目前，还未做到清楚的认识。在以前的研究中都有如下的假设：纤维增强金属基复合材料的界面或为一反应层，或为一过渡层，因此将界面看成是一层极薄的、具有与纤维和基体不同的力学性能的界面层，然而这样的假设很难测量出界面的特征常数。描述界面还有其它的一些模型，但都有一定的缺点。因此本文采用了非线性弹簧元来模拟复合材料的界面连接。

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