谢军波
,
方国东
,
陈振
,
梁军
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151123.002
为研究针刺C/C-SiC复合材料的剪切损伤行为，首先，进行了面内剪切加卸载实验，并利用 SEM对复合材料的剪切破坏形貌进行了观测；然后，建立了一种塑性与损伤相结合的非线性本构模型描述复合材料的非线性力学行为，以幂函数描述等效塑性应变与等效应力的关系；最后，基于剪切强度的Weibull分布规律提出了一种指数型损伤变量表征剪切刚度的退化，并通过实验数据拟合得到模型中的参数。结果表明：复合材料在卸载后存在明显的残余应变，卸载模量随载荷的增加不断降低，表现出明显的剪切非线性特征；大量无纬布纤维束和纤维单丝拔出，且易在针刺部位发生破坏；由于针刺部位等缺陷的不规律分布，剪切强度存在一定的分散性，符合指数型 Weibull统计分布规律；复合材料的剪切非线性主要由基体开裂和纤维/基体界面脱粘等内部损伤引起，从宏观上可以解释为塑性变形和刚度性能折减。所得结论表明本构模型能够很好地表征 C/C-SiC 复合材料的面内剪切非线性行为。
关键词:
针刺
,
C/C-SiC复合材料
,
剪切
,
塑性
,
损伤
,
本构模型
