考虑纤维桥接的FRP复合材料界面损伤递进模型：II型分层研究

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结构复合材料层板在弯曲载荷作用下，层间界面会产生显著剪切应力，导致II型分层扩展。在某些层板中，分层扩展伴随纤维桥接现象发生，纤维在裂纹两侧形成桥接微结构，阻碍裂纹扩展。该现象延缓了稳态分层扩展的发生，需要更大的能量输入才能推动层间裂纹扩展，这在断裂力学中称为R曲线效应。虽然I型破坏在纤维桥接作用下已获得广泛关注，但II型破坏研究相对不足，尽管其工程意义重大。本研究开发了一种新型递进粘聚损伤模型，采用数值模拟、实验研究及三维数字图像相关（3D DIC）分析相结合的方法，验证了该模型，并研究了考虑纤维桥接现象的玻纤增强复合材料（GFRP）层板II型分层扩展的力学机制。由于纤维桥接存在下损伤演化过程中多种能量耗散机制的耦合作用，精确模拟分层演化需采用多线性或指数型软化本构。本研究将损伤演化过程中的总耗散能分解为多个分量，每个分量对应特定的物理过程。据此建立了递进指数软化本构律，以考虑损伤演化过程中涉及的多种耗散机制。数值预测结果表明，该模型具有高精度，对结构响应和分层裂纹扩展的预测误差分别低于2%和5%。

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