复合材料断裂试样的几个重要封闭解

【作者】 徐武； 张驰； 吴学仁； 余音；

【机构】 上海交通大学航空航天学院； 中国航发北京航空材料研究院；

【摘要】 断裂力学在复合材料与结构分析中得到越来越多的重视和应用,比如断裂力学中的虚拟裂纹闭合法和内聚力模型常用于分析碳纤维复合材料分层;复合材料面内断裂韧性也广泛地用于复合材料面内的损伤与断裂分析。因此,获得复合材料的断裂韧性是进行复合材料断裂分析的前提和关键之一。与金属材料不同,复合材料的断裂力学参数不仅是如裂纹尺寸、试样几何和载荷的函数,也与材料的各向异性程度相关。此外,复合材料的断裂试验中常出现纤维桥联进而表现出断裂韧性R-曲线阻力效应。由于复合材料的各向异性和桥联作用,复合材料的断裂分析变得非常复杂。本文基于有限元法和解析权函数法,给出了矩形复合材料单边缺口试样的封闭权函数,采用权函数给出了三点弯,四点弯和偏心拉伸载荷下的应力强度因子和裂纹张开位移封闭解,为复合材料断裂韧性测试和桥联分析提供重要的理论公式。更多还原