近年來(lái)復(fù)合材料在船舶工業(yè)領(lǐng)域里得到越來(lái)越多的應(yīng)用,而且應(yīng)用范圍從次受力結(jié)構(gòu)發(fā)展到主受力結(jié)構(gòu),由于材料的特殊性(脆性、各向異性、層狀等)決定了復(fù)合材料的破壞機(jī)理和形式與均質(zhì)各向同性材料有很大區(qū)別。
含分層的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度大大下降,在一定外載條件下,分層區(qū)域可能出現(xiàn)局部屈曲和分層擴(kuò)展。因此,失效準(zhǔn)則(本文主要討論分層擴(kuò)展起始條件)是人們研究的重要課題。分層擴(kuò)展依賴于裂紋尖端的應(yīng)力狀態(tài),受應(yīng)力強(qiáng)度因子或應(yīng)變能釋放率控制,由于復(fù)合材料裂紋尖端往往出現(xiàn)很復(fù)雜的應(yīng)力場(chǎng),在研究分層擴(kuò)展時(shí),企圖直接求得裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子較為困難,而應(yīng)變能釋放率則相對(duì)容易處理,且物理意義明顯。
在理想彈性狀態(tài)下,裂紋的擴(kuò)展是能量的一種不安定現(xiàn)象,如果裂紋擴(kuò)展所釋放出的能量足以提供其擴(kuò)展所需要的能量,裂紋就擴(kuò)展,即在與外界無(wú)能量交換的條件下,由于裂紋擴(kuò)展,系統(tǒng)釋放出的能量實(shí)際上是裂紋擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)力,當(dāng)釋放出的能量大于或等于材料表面能量,裂紋開(kāi)始擴(kuò)展,裂紋擴(kuò)展單位面積所釋放的能量定義為能量釋放率。
與失穩(wěn)有關(guān)的分層擴(kuò)展過(guò)程是復(fù)合型斷裂,通過(guò)能量釋放率建立失效準(zhǔn)則的關(guān)鍵問(wèn)題是準(zhǔn)確計(jì)算能量釋放率及其分量。
資料下載: 復(fù)合材料層板屈曲開(kāi)裂非線性失效準(zhǔn)則-紀(jì)竹盛.pdf
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