【摘 要】
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在纤维增强复合材料中,界面做为的一种重要的微观结构,其性能会直接影响到基体与增强纤维之间的应力传递方式,使复合材料内部应力重新分布;还会对复合材料内部损伤的积累与裂
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在纤维增强复合材料中,界面做为的一种重要的微观结构,其性能会直接影响到基体与增强纤维之间的应力传递方式,使复合材料内部应力重新分布;还会对复合材料内部损伤的积累与裂纹传播的过程产生巨大的影响。界面的性能对于纤维增强复合材料的宏观力学性能有特别重要的作用。在本文中采用渐进损伤力学的方法,数值模拟了复合材料的损伤全过程,分析了不同的界面性质对于复合材料宏观性能及损伤过程的影响。提供了通过改变界面性质的方法提高复合材料整体宏观力学性能的理论依据。论文建立了一个含初始纤维损伤的复合材料数值模拟模型,基于损伤力学的理论基础,应用有限元软件ABAQUS的显式有限元法,分析了在纵向载荷作用下断裂纤维附近的应力分布情况,并研究了界面性质对于含初始纤维损伤的纤维增强复合材料损伤过程的改变,得到界面的结合强度及界面滑移摩擦系数对于含初始纤维损伤的复合材料的纵向极限拉伸强度、损伤形式及韧性的影响。采用内聚力单元模拟界面相性能,施加准静态应变载荷对长纤维复合材料进行显式有限元渐进损伤分析,研究了长纤维复合材料在横向载荷作用下的界面相的模量、界面强度、界面厚度、基体模量等细观参数对于复合材料宏观性能的影响。最后本文建立了二维编织复合材料的数值模拟模型,模拟了二维编织复合材料在横向荷载作用下界面分离过程,得到了宏观的位移载荷曲线,并与长纤维复合材料的横向性能进行对比,探讨增强复合材料法向性能的方法。
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