纖維增強材料強度，一種材料的物理量。
基本介紹
- 中文名：纖維增強材料強度
- 特點：各向異性與非均勻性
- 類型：物理量
主要特點,套用,
主要特點
纖維增強材料由纖維、基體和界面層組成，各向異性與非均勻性是其強度的主要特點。根據纖維和基體材料種類以及複合工藝的不同，強度性能也不相同。
套用
碳纖維增強環氧是航空航天領域套用最廣、製備工藝和理論分析最成熟的纖維增強材料。纖維的拉伸強度比環氧樹脂與界面粘結強度大得多，它的縱向拉伸強度Xt遠大於橫向拉伸強度Y與縱橫剪下強度S。縱向拉伸強度Xt也比縱向壓縮強度Xc大得多，原因是纖維容易發生局部微屈曲或彎折。預測單向纖維增強材料（單層板）破壞的強度理論有最大應力準則和最大應變準則。此外，為考慮X、Y、S三者的綜合影響，還建立了若干各向異性強度理論。
最著名的是蔡–希爾準則和諾里斯準則；考慮拉壓強度不同的強度理論有蔡–吳應力張量多項式理論和霍夫曼準則等。實際套用中，纖維增強材料通常是多向纖維鋪設層合板。層合板的強度分析比單向板（單層板）要複雜些。在面內載荷作用下，通常是某個單層最先破壞，其他各層完好無損，並能繼續承載。隨著載荷加大，相繼發生下一個較弱單層破壞，直至最終破壞。
強度分析時要採用逐步載入，多次降級法。
首先對無損層合板進行應力分析，根據單層板強度理論確定第一破壞層，並將它的承載能力除去或折減，變為“降級層合板”。然後重新分析確定下一個破壞層，直至最終破壞。當層合板受彎曲載荷作用時，情況更複雜些。層內破壞與分層破壞常相伴發生，相互影響。層內破壞可用前述方法分析，分層破壞需用層間剪下理論來分析。計算各層垂直厚度的層間剪應力τz，若τz等於或大於層間剪下強度τc時，發生層間破壞。層間剪下強度τc可用短梁三點彎曲試驗測定。
