復(fù)合材料與金屬材料有完全不同的損傷、斷裂與疲勞機(jī)理．隨著纖維復(fù)合材料在航天、航空、汽車等方面的日益廣泛應(yīng)用，對(duì)復(fù)合材料損傷、斷裂力學(xué)研究和疲勞機(jī)理分析越來(lái)越重要．根據(jù)復(fù)合材料損傷與斷裂機(jī)理來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)安全可靠的保證[1-5]．

1  材料模型的建立

      對(duì)汽車零部件用復(fù)合材料，常采用傳遞模成型或模壓料模塑成型工藝，其材質(zhì)和平行于制品外表面方位有一定的分層性，根據(jù)該特征，把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料簡(jiǎn)化成一般各向異性層板作為損傷和斷裂分析的力學(xué)模型．

2損傷特征

      損傷的基本類型通常有4種：基體開(kāi)裂、纖維斷裂、纖維／基體脫膠和分層．上述基體損傷形式的組合導(dǎo)致層板的層內(nèi)裂紋、層間裂紋和纖維斷裂的產(chǎn)生．

       基體開(kāi)裂首先發(fā)生在局部拉伸應(yīng)力較大而基體有缺陷的部位．隨著載荷的增大或反復(fù)地作用，裂紋密度增大、聯(lián)接和交叉，導(dǎo)致復(fù)合材料剛度退化．采用剪切遲滯分析獲得較好的基體開(kāi)裂的定量分析結(jié)果．

       復(fù)合材料的最終破壞多半是纖維斷裂．纖維斷裂和基體開(kāi)裂是相關(guān)的．基體開(kāi)裂導(dǎo)致局部應(yīng)力重新分布，使纖維集中應(yīng)力增大，發(fā)生斷裂．當(dāng)基體裂紋與纖維相交時(shí)，裂紋尖端的高應(yīng)力可能會(huì)使纖維／基體脫膠，拔出、最終斷裂．另外，單根纖維斷裂后引起應(yīng)力重新分布，也可能促使鄰近纖維的斷裂．采用邊界配置法計(jì)算各向異性材料裂紋體的應(yīng)力強(qiáng)度因子，建立裂紋的擴(kuò)展判據(jù)，并對(duì)纖維斷裂進(jìn)行了彈性分析，把材料的宏觀強(qiáng)度和微觀裂紋的擴(kuò)展規(guī)律聯(lián)系起來(lái)．

資料下載：   復(fù)合材料損傷與斷裂力學(xué)研究.pdf