热塑性复合材料层合板的层间应力与损伤机理

材料研究学报, 2005, 19(2): 179-184. doi: 10.3321/j.issn:1005-3093.2005.02.011

热塑性复合材料层合板的层间应力与损伤机理

丁淑蓉 ^1, , 佟景伟 ^2, , 沈珉 ^3, , F.Aymerich ^4, , P.Priolo ^5,

1.天津大学

2.天津大学

3.天津大学

4.Department of Engineering Mechanics,University of Cagliari,Piazza d'Armi 1 IT-09123 Cagliari,Italy

5.Department of Engineering Mechanics,University of Cagliari,Piazza d'Armi 1 IT-09123 Cagliari,Italy

基金项目: 中国科学院资助项目(10172065)

关键词：复合材料 , AS4/PEEK , 三维粘塑性模型 , 层间应力 , 损伤机理

Interlaminar stress and damage mechanism of thermoplastic composite laminates

使用有限元生成软件FEPG和表征热塑性复合材料AS4/PEEK非线性行为和应变率相关行为的三维粘塑性模型,计算了复合材料角铺设层合板在单向拉伸时的界面层间应力.层间应力的三维分布图表明,AS4/PEEK对称角铺设层合板的层间剪应力在自由边缘处存在很明显的自由边缘效应;层间正应力也存在自由边缘效应,对于轴向拉伸,其在自由边缘处的值为负.随着铺设角的增大,自由边缘处二者的值均减小.层间应力存在端头效应,甚至比边缘效应还明显.随着铺设角的增大,层间应力在两端头处的值降低,层间正应力由压应力变为拉应力.主要由纤维控制的角铺设AS4/PEEK层合板,在自由边缘处较大的层间剪应力是引起其层间分层的主要原因;主要由基体控制的角铺设AS4/PEEK层合板,其首先产生的是面内应力破坏,而不是层间分层.

参考文献

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