軸向拉伸下的層合板在自由邊緣附近存在奇異應力場,容易產(chǎn)生分層萌生進而導致結(jié)構(gòu)破壞.而大多數(shù)基于材料力學方法的分層萌生研究對強度參數(shù)的確定有較強的主觀性,缺乏合理解釋.本文通過在層間插入一定厚度的樹脂層,將分層萌生視為層間樹脂層在三維應力狀態(tài)下的強度破壞,根據(jù)有明確試驗標準的樹脂強度和Mohr判據(jù)判斷是否發(fā)生分層萌生.采用Pipes-Pagano的均勻軸向拉伸模型計算應力場,對層間應力與樹脂層面外應力進行了對比.取臨界長度為4個單層板厚度對T800/914層合板的分層萌生進行了預測,結(jié)果表明預測值與實驗值吻合良好. 

【文章來源】：力學季刊. 2020,41(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖1 層間樹脂

其中u,v,w為x,y,z方向上的位移，εx為軸向應變．由于對稱性，實際建模時只取如圖2所示的1/4結(jié)構(gòu)．長度為單位長度，只劃分1個網(wǎng)格．使用三維實體單元C3D8R進行計算．在中面z=0上施加ZSYMM對稱邊界條件，在寬度方向中面y=0上施加邊界條件U2=UR1=0，在軸向的前后兩端對應節(jié)點上利用ABAQUS的PYTHON接口施加以下線性約束[22]

圖3為[±10]s層合板中+10/-10層間應力和樹脂層面外應力沿寬度方向的分布，可以看到面外應力和層間應力都以剪應力σxz為主，只在大致一個層合板厚度范圍內(nèi)存在，σz和σyz幾乎為0，主要發(fā)生III型破壞[7]．除在自由邊緣處最大值存在較大差異外，面外應力與層間應力幾乎重合．圖4為[±25/901/2]s層合板中中面的層間應力和樹脂層面外應力沿寬度方向的分布．可以看到中面層間應力以層間正應力σz為主，σxz和σyz幾乎為0，主要發(fā)生I型破壞[7]．在自由邊緣極小范圍內(nèi)(0.02H)，面外應力σyz有極大梯度變化．主要原因是在原本性能連續(xù)的中面引入樹脂層后，出現(xiàn)了材料性能不連續(xù)的界面，使得應力存在奇異震蕩性[26]．但是與[±10]s層合板相同，樹脂層面外應力和層間應力在絕大部分區(qū)域內(nèi)幾乎重合．說明插入的薄樹脂層中的面外應力可以很好地反映無樹脂層的層間應力．

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3067611