界面层铺层方向对复合材料层板分层扩展的影响

摘要整理

标准的层间断裂韧性测定实验程序是针对单向铺层试样中的分层扩展设计的。然而，在航空航天结构构件中，分层通常发生在不同铺层方向的层间，导致不同的损伤机制，可能随着分层扩展而增加断裂韧性值。通常数值分析采用分层起始时测得的韧性值，由于忽略了分层抗力的增长，会导致保守的结果。本文采用双悬臂梁（DCB）和混合模式弯曲（MMB）试验方法，对碳纤维/环氧树脂IM7/8552复合材料在0°/0°和45°/−45°界面处的分层进行了断裂韧性和R曲线的实验评估。基于虚拟裂纹闭合技术（VCCT）开发了一种简化的数值方法，在有限元代码中使用预定义场变量来模拟分层长度变化时的可变断裂韧性。数值分析结果与实验数据在载荷-位移曲线方面的对比表明，所提出的技术在模拟45°/−45°界面层间分层抗力增长方面的有效性。

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