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界面强度不均匀的单向复合材料的微观力学建模。 (英语) Zbl 1406.74529号

综述:复合材料在垂直于纤维方向的载荷作用下经常因纤维与基体之间的脱粘而失效。本文建立了一个细观力学模型,用有限元方法研究了广义平面应变下纤维增强复合材料的界面和几何效应。假设纤维在基体中呈周期性分布,则选择包含两个四分圆纤维的单元。由于存在不同纤维基体强度的可能性,通过使用这种单位胞方法,复合材料的建模非常逼真。在本研究中,考虑了两种不同的情况:I)两个完全粘结的界面。二) 强度不均匀的两个脱粘界面。纤维是纯弹性的,而基体是各向同性的,具有弹塑性行为。为了模拟纤维-基体界面的断裂,使用了梯形内聚区模型。进行了参数研究,以评估界面特性、纤维位置和纤维体积分数对整体应力应变响应以及裂纹端张开位移和张开角的影响。将所有结果与相应的完全结合界面进行了比较。通常,在两个界面上可以看到不同的裂纹萌生和扩展,这会导致材料的整体应力应变响应,通常首先表现为相当平稳的应力降,然后是第二次突然的应力下降。这种行为对界面参数和几何参数非常敏感。界面差异表明,对于所有研究,降低最大内聚强度会导致更稳定的界面裂纹扩展,而增加临界界面分离会导致一个界面上的脱粘不太明显,然后在另一个界面脱粘。

理学硕士:

74M25型 固体微观力学
74A40型 随机材料和复合材料
74E30型 复合材料和混合物特性
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全文: 内政部

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