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第五章 复合材料强度 第五章 复合材料强度 第五章 复合材料强度 第五章 复合材料强度 第五章 复合材料强度 例1：某一由碳/环氧制成的单向复合材料构件，应力状态为σx=20MPa，σy=10 MPa，σs=0，求其强度裕度和比例加载时的极限应力分量。 R=2.86和R=-10.46 极限应力分量分别为 σx(a)=Rσx=2.86×20=57 MPa σy(a)=Rσy=2.86×10=28.6 MPa 第五章 复合材料强度 例2 碳/环氧按[0/90]s铺层，载荷状态为 试用蔡-吴失效准则，计算最先一层失效的强度。 第五章 复合材料强度 第五章 复合材料强度 注意： （1） 单位正则化---国际单位制； （2） 蔡-吴失效准则的?I 是正轴下各铺层的平面应力； （3）强度比最低即为最先失效。 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 偏轴应力强度准则 ： 强度参数变换 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 偏轴应力强度准则 ： 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 偏轴应力强度准则 ： 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 偏轴应力强度准则 ： Fij和Fi（i,j=1,2,6） 称为偏轴强度参数 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 应变空间的准则方程 ： 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 应变空间的准则方程 ： 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 应变空间的准则方程 ： 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 当材料处于不同应力状态 材料安全 材料开始失效 强度比方程 ： 第五章 复合材料强度 5.4 蔡—吴（Tsai-Wu）张量多项式准则 强度比方程 ： 强度比 安全裕度 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度分析 单向复合材料的破坏特征： （1）纤维方向拉伸强度较大，其他方向拉伸强度较低； （2）一旦复合材料在某种载荷下引起横向、平面剪切 或纵向破坏，则立即导致整体破坏。 多向层合材料 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 层合板的破坏过程 (a) 琼斯模型；(b) 层合板的实际破坏过程 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按最大应力准则绘制层合板失效特征线 安全条件 层合板中各层逐次单独破坏 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按最大应力准则绘制层合板失效特征线 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按最大应力准则绘制层合板失效特征线 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按最大应力准则绘制层合板失效特征线 应用最大应力准则： 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按最大应力准则绘制层合板失效特征线 硼/环氧[0/±45] S层合板强度特征线图 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按最大应力准则绘制层合板失效特征线 硼/环氧[0/±45] S层合板加剪切载荷后安全载荷区缩小 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按张量多项式准则确定层合板的最先一层破坏 计算给定载荷作用下各层的强度比，强度比最低的层将最先破坏，确定层合板的强度。 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按张量多项式准则确定层合板的最先一层破坏 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按张量多项式准则确定层合板的最先一层破坏 T300/5208[0/90] S层合板强度包络线 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按张量多项式准则确定层合板的最先一层破坏 张量多项式强度准则在载荷空间的强度包络线： 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按张量多项式准则确定层合板的最先一层破坏 张量多项式强度准则在载荷空间的强度包络线： 第五章 复合材料强度 5.5 层合板的强度 按张量多项式准则确定层合板的最先一层破坏 T300/5208正交层合板在应力空间的强度包络线 T300/5208正交层合板的最先一层破坏包络线 * NUDT 12.6 Chap. 05 强度: 泛指材料的承载能力，通常用材料失效(破坏)时 的应力值来表示。 5.1 概论 影响因素： 材料本身的固有性质 载荷条件（静态、动态，