單向纖維復合材料拉伸破壞機制和強度的研究.pdf

1、本文從理論模型、數(shù)值模擬和試驗幾個方面研究了單向纖維增強復合材料的拉伸破壞機制和強度。論文由三個部分組成： 第一，用擴展有限元方法研究了基體微裂紋的擴展方式及其對單向纖維復合材料失效方式的影響。研究了擴展有限元方法裂尖局部場的精度，提出了收斂速度的改進方法，以此為基礎建立簡化模型，計算了裂尖到纖維/基體界面之間的局部應力場分布和裂尖應力強度因子，分析了不同種類增強纖維的單向復合材料中基體微裂紋引起的橫向應力集中和縱向應力集中的程

2、度，從而分析了復合材料典型的破壞形式－脫粘現(xiàn)象發(fā)生的機制。 第二，研究了纖維/基體界面性質(zhì)與復合材料縱向拉伸性能的關系。界面是復合材料產(chǎn)生協(xié)同效應的重要因素之一，本文建立了纖維增強復合材料縱向拉伸的有限元模型，纖維/基體的界面用內(nèi)聚力模型描述。引入纖維強度的分散性條件，模擬了不同纖維/基體界面強度條件下復合材料縱向拉破壞的局部演化過程，分析了界面強度對宏觀拉伸強度的影響。 第三，建立了三維二尺度剪切滯后模型，預測了混雜復