组合载荷下含缺口纤维增强树脂基复合材料的失效分析

作者：曹倩妮; 刘广彦^*; 黄广炎

来源：复合材料学报, 2018, 35(10): 2723-2729.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20171128.007

• Arcan夹具
• 组合加载
• 数字图像相关
• 内聚力接触
• 边界条件

为研究含缺口纤维增强复合材料层合板在复杂载荷下的破坏,本文采用改进的Arcan夹具,在30°方向对含缺口碳纤维增强树脂基复合材料层合板([-45/90/45/0]s)进行了拉伸-剪切组合加载实验。用数字图像相关方法(DICM)测量了层合板表面层的裂纹发展过程,在缺口尖端观察到了明显的劈裂现象。然后用有限元软件ABAQUS建立了三维层合板模型,为准确模拟裂纹尖端的应力场,模型中每层引入内聚力接触来模拟劈裂。为了比较加载端的转动自由度对层合板失效模式和破坏强度的影响,文中分析了两种不同的边界条件,即约束和放松加载端的转动自由度。研究结果发现,加载端的合力方向主导了层合板的失效模式和破坏强度,放松加载端自由度的模拟结果与实验结果有很好的一致性。

• 单位
  北京理工大学; 爆炸科学与技术国家重点实验室