脆性基复合材料破坏过程细观力学研究

随着我国经济发展水平的不断提高,复合材料研究取得了显著成就,本文主要研究脆性基复合材料在单轴拉伸荷载下的力学性能与破碎机理,并且使用细观损伤力学构建数值分析模型软件,对材料细观的均匀性进行考虑,针对其变形性、损伤性、失稳性破坏过程构建数值模拟。最终结果显示,试件的强度、韧性都比正常的材料高,脆性强度变化通过实践证明对复合材料与试件的刚度与强度影响小,随着纤维弹性模量的增加,复合材料试件强度也有所增加,但韧性却降低了。

非均质材料界面损伤的数值模拟方法研究

由于材料制备/承载过程中其内部存在着各种尺度的裂纹,裂尖邻域的高度应力集中,会造成此区域夹杂界面有相对较高的脱粘概率。为了研究复合材料内部裂尖邻域夹杂脱粘的发展和此过程中应力强度因子的变化规律,利用含夹杂与裂尖的解析胞元法建立考虑温度效应的复合材料内部裂尖邻域的细观力学模型,并通过Weibull概率函数控制加载过程中夹杂脱粘的发生,得到夹杂的材料性质和环境温度对裂尖附近区域夹杂脱粘概率与裂纹场应力强度因子的影响规律。

一种新的基体损伤与界面脱粘理论分析模型

利用剪切滞后法 ,给出一种新的基体损伤模型 ;利用 J积分理论 ,给出一种新的由基体裂纹导致的纤维 /基体界面脱粘裂纹损伤模型。理论分析和数值计算得到了一些关于纤维增强复合材料强度和损伤有参考价值的结论 ,并对复合材料中一些常见的损伤破坏形式进行了定性的解释 ,由此表明本模型的可行性。