开孔CFRP复合材料层合板的损伤解析和实验探究

论文摘要

采用解析计算和拉伸试验相结合的方法,对开孔CFRP复合材料板的孔边应力和损伤进行了研究。基于复变函数方法并结合Tsai-Hill失效准则,计算得到了层合板各单层的主应力分布和首次损伤载荷系数。为了测定层合板面内拉伸性能并对解析结果进行验证,基于ASTM D5766-07试验标准对CFRP层合板进行了拉伸试验。研究结果表明:当开孔CFRP层合板承受沿长轴方向拉伸载荷时,0°和±45°铺层为主承力层,且主应力σ1最大值出现在与孔中心成65°～115°和245°～295°范围内;各层最小首次损伤载荷系数出现在65°～115°范围内,其中,45°层和-45°层的损伤载荷系数最小;当载荷达到初始损伤载荷时,层合板开始出现内部损伤和参数退化;拉伸试验后CFRP复合材料板试件损伤的形式主要为基体开裂和纤维断裂,损伤的区域在孔周边61°～90°和241°～270°范围内,试验结果与解析计算结果基本一致。

论文目录

• 1 试验
•   1.1 测试试件
•   1.2 测试方法
•   1.3 X光机检测
• 2 解析公式
•   2.1 孔边映射函数
•   2.2 层合板孔边应力计算
•   2.3 层合板各个铺层孔边的应力计算
•   2.4 层合板失效判定
• 3 结果与讨论
•   3.1 解析法所得孔边应力分布
•   3.2 孔边首次损伤载荷系数
•   3.3 孔边损伤形式
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 孙振辉,铁瑛,李成,侯玉亮

关键词: 解析计算,拉伸试验,损伤分析,孔边应力

来源: 玻璃钢/复合材料 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 郑州大学机械工程学院

基金: 国家博士后科学基金面上资助项目(2016M602256),黄河水利科学研究院防汛抢险技术研究所开放基金(201607),河南省科技攻关项目(172102210001)

分类号: TB33

页码: 5-10

总页数: 6

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