李龙彪
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宋迎东
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孙志刚
复合材料学报
采用细观力学方法对正交铺设陶瓷基复合材料单轴拉伸应力-应变行为进行了研究.采用剪滞模型分析了复合材料出现损伤时的细观应力场.采用断裂力学方法、临界基体应变能准则、应变能释放率准则及Curtin统计模型4种单一失效模型确定了90°铺层横向裂纹间距、0°铺层基体裂纹间距、纤维/基体界面脱粘长度和纤维失效体积分数.将剪滞模型与4种单一损伤模型结合,对各损伤阶段应力-应变曲线进行了模拟,建立了复合材料强韧性预测模型.与室温下正交铺设陶瓷基复合材料单轴拉伸应力-应变曲线进行了对比,各个损伤阶段的应力-应变、失效强度及应变与试验数据吻合较好.分析了90°铺层横向断裂能、0°铺层纤维/基体界面剪应力、界面脱粘能、纤维Weibull模最对复合材料损伤及拉伸应力-应变曲线的影响.
关键词:
陶瓷基复合材料
,
正交铺设
,
横向开裂
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
纤维失效
,
应力-应变曲线
杨福树
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孙志刚
,
李龙彪
,
高希光
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宋迎东
复合材料学报
采用细观力学方法研究了正交铺设SiC/CAS复合材料在单轴拉伸载荷作用下界面脱粘对基体开裂的影响。采用断裂力学界面脱粘准则确定了0°铺层纤维/基体界面脱粘长度,结合能量平衡法得到了主裂纹且纤维/基体界面发生脱粘（即模式3）和次裂纹且纤维/基体界面发生脱粘（即模式5）的临界开裂应力,讨论了纤维/基体界面剪应力、界面脱粘能对基体开裂应力的影响。结果表明,模式3和模式5的基体开裂应力随纤维/基体界面剪应力、界面脱粘能的增加而增加。将这一结果与Chiang考虑界面脱粘对单向纤维增强陶瓷基复合材料初始基体开裂影响的试验研究结果进行对比表明,该变化趋势与单向SiC增强玻璃陶瓷基复合材料的试验研究结果一致。
关键词:
陶瓷基复合材料
,
正交铺设
,
基体开裂
,
界面脱粘
,
细观力学
