复合材料细观力学-2课件.ppt

复合材料细观力学(2) 哈尔滨工业大学 梁 军 复合材料的细观损伤及本构关系 细观应力场分析 微裂纹能量释放率及基体开裂强度 证明 损伤演化方程 单向复合材料的桥联模型 远场作用均匀的拉伸应力，利用本征应变来等效纤维桥联的宏观裂纹 桥联裂纹的能量释放率 连续纤维复合材料细观强度理论 复合材料的应力集中 1961年，Hedgepeth最早提出剪滞模型 （the shear-lag method),用于解决纤维断裂 而导致应力集中问题。 主要假设： 纤维仅承担轴向载荷 纤维与基体间界面仅传递剪切载荷 单根纤维破坏 多根纤维破坏 动态应力集中因子 纤维束强度分布 单向纤维增强复合材料强度预报 均匀载荷分担模型（Parratt，1960年） 局部载荷分担模型 脆性纤维复合材料拉伸破坏由于基体中纤维 已经断裂成很短的部分（无效长度），最弱环模 型任意环的部分纤维破坏，其余未破坏纤维均匀 承载。 压电复合材料的细观力学模型 复合材料细观力学研究领域 复合材料有效性能预报 裂纹体、夹杂相（纤维、颗粒、界面….） 本构关系（线弹性、弹塑性、粘弹性….） 复合材料细观损伤力学及强度理论 陶瓷基复合材料（相变增韧、桥联增韧、微裂纹增韧….） 铁电、铁磁材料（本构关系、电致失效、畴变理论….） 连续纤维复合材料（断裂韧性、强度概率、压缩失稳….） 层合板复合材料（脱层、基体开裂….） 复合材料细观计算力学 有限元方法、多尺度分析、无网格方法 复合材料损伤破坏的Monte-Carlo模型 复合材料断裂过程的格构模拟 复合材料细观实验技术 单根纤维强度分布 纤维和基体界面性能（压头顶出） 纤维应力场分布（拉曼散射光谱）等 …………………. * * 2r h 2a 2c x3 x2 1/2P1 ?[P1+(dP1/dx)Δx] P2 P2+(dP2/dx)Δx Δx S1 S2 S3 S4 L4 L3 L2 L1 x3