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摘要
采用CFRP层合板制备搭接长度为20 mm的单搭接胶接接头，通过万能电子试验机、扫描电子显微镜(SEM)等设备进行测试，获得接头载荷-位移曲线和微观断面形貌，同时基于连续损伤力学模型及3D Hashin失效准则模拟CFRP层合板损伤起始与演化过程，选用Cohesive单元模拟胶层和CFRP层间基体的渐进损伤。通过与实验数据对比，验证了仿真模型的有效性，并通过分析胶层与CFRP各铺层间的应力分布，结合接头失效后的断面形貌，研究了接头在拉伸过程中的破坏行为和失效机制。结果表明，在拉伸载荷作用下，接头损伤首先发生在搭接区域中层合板施力端的90°铺层，随着载荷增加，接头出现纤维撕裂破坏，同时在剥离应力和剪切应力共同作用下，裂纹发生倾斜扩展，失效模式逐渐由纤维撕裂破坏向胶层界面破坏转变。根据接头应力分布及损伤演化过程，胶层主要承受剥离应力和II型断裂模式下的剪切应力，其中，剪切应力是胶层出现起始损伤的最主要原因。层合板各铺层间应力具有明显差别，其中，剪切应力的集中区域主要位于90°铺层，并且导致接头产生初始裂纹。
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