不同载荷形式下复合材料层合板渐进失效行为研究

袁昱超，赵新豪，王艺伟，薛鸿祥，唐文勇

(上海交通大学 海洋工程国家重点实验室, 上海 200240)

0 引 言

复合材料在结构工程中的应用日益广泛，复合材料的损伤与失效问题也受到人们的关注。针对复合材料损伤失效的研究，Chang等[1]建立了一种可以表征破坏类型、剩余极限强度等的逐渐破坏模型，通过应力分析完成了对含应力集中层合板的失效分析，为后续相关研究提供了一定基础。Puck等[2]通过引入新的纤维间断裂准则，使得断裂分析较以往更符合实际，并可以初步区分出不同的断裂模式。通过断裂力学、损伤力学等方法，学者们总结提出了复合材料失效准则，有效地区分了纤维失效与基体失效，但是在复合材料的破坏分析中，许多学者只对一种破坏模型的结果进行分析比较，如单层失效等。之后，复合材料损伤失效的评估方法进一步发展。Camanho等[3]开始考虑层间效应，将一个基于位移的单相关损伤参数应用于退化法则中追踪层间的失效状态，并建立双悬臂梁、端部切口屈曲与混合模式弯曲试件，预测结果与试验结果吻合较好。Adrian等[4]对复合材料叶片加筋结构的损伤、扩展与破坏行为进行了试验与数值研究，采用铺层失效退化模型和全局-局部方法对板的屈曲进行预测分析。目前，针对复合材料在船海领域相关应用的研究仍处于起步阶段，对船用复合材料层合板结构的研究较少涉及到层间、层内各自的损伤失效及相互耦合作用，同样也缺乏对目视不可见损伤、层间脱粘及子层屈曲失稳等复合材料特有力学行为的研究。……