位移速率对碳纤维/环氧树脂复合材料Ⅱ型层间剪切分层行为的影响

摘要整理

本文研究了位移速率对单向碳纤维/环氧树脂复合材料Ⅱ型层间分层的影响。采用端部缺口弯曲试验（ENF），在位移速率为1、10、100和500 mm/min的条件下进行测试。实验结果表明，Ⅱ型断裂韧性GIIC随位移速率增加而提高，在100 mm/min时增幅最大，达45%。扫描电子显微镜观察表明，在1 mm/min低速率下，纤维/基体界面脱粘是主要损伤机制；在较高速率下，基体主导的剪切尖角现象显著，对GIIC提高有重要贡献。建立的速率相关模型能够很好地拟合本研究及文献中的实验数据。通过该模型获得的Ⅱ型断裂韧性可用于内聚元模型进行失效预测。数值计算与实验结果吻合良好，最大偏差为10%。数值分析表明，裂纹在峰值载荷后突然扩展，导致实验中观察到的不稳定裂纹扩展现象。

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