《碳纖維增強複合材料多向層板疲勞分層擴展行為研究》是依託重慶大學，由張建宇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：碳纖維增強複合材料多向層板疲勞分層擴展行為研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張建宇
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
分層是複合材料層板常見損傷形式。疲勞載荷下複合材料多向層板分層擴展是複合材料力學的熱點問題之一。現有基於實驗數據擬合的疲勞分層擴展模型適應範圍有限，難以套用於實際結構分析。本項目擬解耦疲勞分層擴展速率控制參量，從分層擴展阻力和分層擴展驅動力兩個方面分別研究，建立符合分層擴展阻力物理機制的疲勞分層阻力力學模型和疲勞擴展驅動力模型，進而建立形式簡潔、物理意義明確而又廣泛適用的疲勞分層擴展模型。將開展兩種材料體系CFRP層板多種界面、多種應力比、多種混合比的疲勞分層擴展實驗和疲勞分層阻力測定實驗，結合分層界面微觀形貌分析，揭示疲勞分層阻力的形成機制和疲勞分層擴展驅動力的作用機制，驗證疲勞分層阻力的力學模型和疲勞分層擴展模型。還將採用VCCT、內聚力模型、擴展有限元等先進數值方法進行宏、細觀尺度CFRP多向層板在複雜載入狀態下的分層擴展模擬，實現含初始分層缺陷CFRP層板的疲勞壽命和剩餘強度預測。
結題摘要
針對現有基於實驗數據擬合的複合材料疲勞分層擴展模型適應範圍有限，難以套用於實際結構分析的問題，本項目從分層擴展阻力和分層擴展驅動力兩個方面解耦疲勞分層擴展速率控制參量，建立符合分層擴展阻力物理機制的疲勞分層阻力力學模型和疲勞擴展驅動力模型，進而建立形式簡潔、物理意義明確而又廣泛適用的疲勞分層擴展模型。本項目開展兩種材料體系CFRP層板多種界面、多種應力比、多種混合比的疲勞分層擴展實驗和疲勞分層阻力測定實驗，結合分層界面微觀形貌分析，揭示疲勞分層阻力的形成機制和疲勞分層擴展驅動力的作用機制，驗證疲勞分層阻力的力學模型和疲勞分層擴展模型。最後，採用虛擬裂紋閉合技術、內聚力模型、擴展有限元等先進數值方法進行宏、細觀尺度CFRP多向層板在複雜載入狀態下的分層擴展模擬，實現含初始分層缺陷CFRP層板的疲勞壽命和剩餘強度預測。研究結果可用於工程複合材料結構的損傷容限設計和分析領域。
