PPS/玻纤单向复合材料II型分层非线性XFEM建模与不确定性断裂性能分析

摘要整理

复合材料中裂纹的萌生和扩展会严重影响其整体力学性能。由于层间粘结强度低于纤维和基体，层间分层是这类材料最常见的失效模式之一。因此需要深入了解这种失效机制，以指导复合材料结构设计，确保其使用过程中的稳健性和可靠性。本工作采用新开发的随机三维扩展有限元法（XFEM）对端部缺口弯曲（ENF）试样中的层间分层进行了建模。所提出的数值方案结合了内聚区模型（CZM），用于表征聚苯硫醚（PPS）/玻纤单向（UD）复合材料ENF试验所得的II型分层结果。该数值模型能够很好地捕捉UD复合材料断裂试验中常见的非重复性材料响应，展现了其在II型加载条件下预测复合材料随机断裂性能的能力。

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