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相似文献
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1.
金属基复合材料和强度与损伤分析   总被引:6,自引:0,他引:6  
用观察计算力学的方法分析了金属基复合材料(MMC)多重损伤与强度的关系,采用唯象的内聚力模型模拟纤维/基体界面的脱粘和采用G-T模型描述韧性基体的损伤。并用上述模型分析了长纤维增强MMC在横向荷载作用下损伤演化的规律,讨论了不同界面性质与材料强度及损伤、破坏模式之间的关系。  相似文献   

2.
赵玉萍  王世鸣 《应用力学学报》2020,(1):321-329,I0022,I0023
以单纤维十字型横向拉伸试验为研究对象,对纤维/基体界面采用弹性-软化双线性内聚力模型,建立了纤维复合材料在横向拉伸作用下界面法向失效过程的解析模型。得到了沿纤维/基体圆周界面的法向应力分布,纤维/基体界面的状态与界面承载力和单纤维复合材料承载力的关系,以及内聚力参数和试件几何尺寸对它们的影响。结果表明:纤维/基体圆周界面在脱粘前经历全部弹性及弹性+软化两种状态;当界面为弹性状态时,界面法向应力随界面强度线性增加;当界面为弹性+软化状态时,界面软化范围随界面裂纹萌生位移的增加而增大;界面初始脱粘位置与拉伸荷载方向重合;界面初始脱粘时的界面承载力随界面强度及界面裂纹萌生位移的增加而增加,随界面裂纹生成位移的增加而降低;单纤维复合材料的脱粘荷载受基体截面尺寸的影响,当纤维体积含量相同时,沿荷载方向截面尺寸的增大对提高脱粘荷载更显著。  相似文献   

3.
基于Li Fa Ming的平行棒模型,对短钢纤维增强砂浆的平板试件,在直接拉伸条件下的破坏行为进行了分析,假设试件由N根相互平行的复合棒组成,每根复合棒又由一根纤维棒和S根砂浆棒组成,考虑纤维在基体中分布的方向因子和长度因子.砂浆的损伤可按连续损伤力学进行处理,将Loland模型和Mazars模型加以改进来描述.依据多根纤维的拉拨模型,假定纤维与基体间界面的损伤由纤维脱粘长度与纤维插入长度的比值来描述,复合材料的损伤包括基体的损伤和纤维的损伤,借助已有的试验数据和文献资料来确定本构模型中的各种参数,成功建立了短钢纤维增强砂浆直接拉伸应力一应变全曲线模型.所建模型与试件在直接拉伸试验下的应力-应变全曲线进行了对比,结果较为吻合.  相似文献   

4.
基于剪滞理论,引入双线性内聚力模型研究了纤维与基体界面应力传递机理.采用ABAQUS模拟了非理想界面在单纤维拔出过程中的脱粘失效,分析了不同脱粘阶段界面剪应力分布情况,以及界面刚度和纤维长径比对界面应力传递和拔出载荷的影响规律.结果表明,在纤维受载失效过程中,纤维的拔出过程可分为4个阶段,即界面的完全粘结、损伤演化、逐渐脱粘、完全脱粘.界面的刚度和纤维长径比对界面应力传递与最大拔出力均有一定的影响.界面刚度、纤维长径比主要影响纤维的最大拔出载荷以及界面脱粘失效位移.  相似文献   

5.
内聚力界面单元与复合材料的界面损伤分析   总被引:14,自引:1,他引:13  
周储伟  杨卫  方岱宁 《力学学报》1999,31(3):372-377
推导了一种基于内聚力模型无厚的界面单元,用来模拟复合材料纤维与基体之间的界面层.研究了纤维周期分布的复合材料受横向荷载时,在界面不同的强韧性条件下其界面损伤演化的规律和对复合材料整体性质的影响  相似文献   

6.
戴瑛  嵇醒 《力学进展》2006,36(2):211-221
单纤维段裂试验作为复合材料界面剪切强度的一种测试方法被沿用至今.但是, 这 种方法的可信度已受到一些研究者的质疑.为了明确单纤维段裂试验的问题, 本文首先对试验技术、 试验结果分析等方面作了概述, 并指出: 纤维段裂的饱和状态是单纤维段裂试验的终点标志, 以及临界长度是由试验得到的唯一数据, 而这二点是这种试验方法独具的特点, 同时也是这 种试验方法难以克服的缺陷. 在单纤维段裂试验中, 按照纤维段界面端处的局部损伤模式, 有3种界面端应力奇异性分析 的问题需要予以考虑: (1)纤维断裂, 基体没有开裂, 和界面没有脱粘; (2)纤维断裂, 基体开裂, 但界面没有脱粘; (3)纤维断裂, 界面脱粘, 基体已开裂或基体未开裂.在单纤维 段裂试验的界面端应力奇异性分析的基础上, 本文对单纤维段裂试验的可靠性进行了研究. 结论是: 任何纤维和基体组成的复合材料的单纤维段裂试验都存在界面端应力奇异性, 这就 排除了用单纤维段裂试验测定界面剪切强度的可能性.  相似文献   

7.
纤维增强陶瓷基复合材料初始加载到疲劳峰值应力时,基体出现裂纹,纤维/基体界面发生脱粘.在疲劳载荷作用下,纤维相对基体在界面脱粘区往复滑移使得陶瓷基复合材料出现疲劳迟滞现象.建立了纤维陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线细观力学模型,采用断裂力学方法确定了初始加载纤维/基体界面脱粘长度、卸载界面反向滑移长度与重新加载新界面滑移长度,分析了4种不同界面滑移情况的疲劳迟滞回线.假设正交铺设与编织陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线主要受0?铺层、轴向纱线内纤维/基体界面滑移的影响,预测了单向、正交铺设与编织陶瓷基复合材料在不同峰值应力与不同循环的疲劳迟滞回线,与试验结果吻合.  相似文献   

8.
对正交(混杂)叠层复合材料最终拉伸破坏过程中的细观应力集中问题,提出了一种修正的剪滞分析模型;研究了叠层中由于90°层的基体开裂、层间界面破坏、0°层中部分纤维断裂及纤维/基体界面损伤相互作用所导致的细观应力重新分布,获得了相应的应力集中因子和界面破坏区长度与界面剪切强度的定量关系。本文结果为进一步研究正交叠层复合材料的细观破坏机理、最终拉伸强度及协同效应等提供了重要的理论依据。  相似文献   

9.
赵玉萍  袁鸿  韩军 《力学学报》2015,47(1):127-134
用解析法分析了单纤维从聚合物基体中的拔出过程,采用弹性—塑性内聚力模型模拟裂纹的扩展和界面失效,确定了临界纤维埋入长度,该值区分两种不同长度的纤维拔出过程. 在纤维拔出过程,界面经历不同的阶段. 纤维埋长小于临界长度时,界面的脱粘载荷与纤维的埋长成正比;超过临界长度后,界面的脱粘载荷近似为常数. 分析了界面参数对脱粘载荷的影响:增加界面的剪切强度和界面的断裂韧性,或减小界面裂纹萌生位移,均能提高界面的脱粘载荷;界面脱粘后无界面摩擦应力时,拔出载荷—位移曲线的峰值载荷等于界面的脱粘载荷;界面摩擦应力存在时,使峰值载荷大于脱粘载荷,需要较长的纤维埋入长度和较大的界面摩擦应力.  相似文献   

10.
用蒙特卡罗方法模拟单向复合材料的拉伸断裂过程   总被引:3,自引:0,他引:3  
范溶  薛元德 《力学季刊》1998,19(1):79-85
通过采用改进的剪滞模型,假定界面不发生破坏,求得不同基体纤维刚度比μ(μ=EmVm/EfVf)不同基体韧性情况下断裂纤维附近的应力集中系数,然后通过蒙特卡罗方法模拟单向复合材料的拉伸断裂过程,比较若干情况下复合材料的拉伸强度,找出提高复合材料拉伸强度的方法。  相似文献   

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