軸向拉伸下的層合板在自由邊緣附近存在奇異應(yīng)力場,容易產(chǎn)生分層萌生進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞.而大多數(shù)基于材料力學(xué)方法的分層萌生研究對強(qiáng)度參數(shù)的確定有較強(qiáng)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(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度破壞,根據(jù)有明確試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的樹脂強(qiáng)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(jì)算應(yīng)力場,對層間應(yīng)力與樹脂層面外應(yīng)力進(jìn)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(jìn)行了預(yù)測,結(jié)果表明預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值吻合良好. 

【文章來源】：力學(xué)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(yīng)變．由于對稱性，實(shí)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(shí)體單元C3D8R進(jìn)行計(jì)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(yīng)節(jié)點(diǎn)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(yīng)力和樹脂層面外應(yīng)力沿寬度方向的分布，可以看到面外應(yīng)力和層間應(yīng)力都以剪應(yīng)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(yīng)力與層間應(yīng)力幾乎重合．圖4為[±25/901/2]s層合板中中面的層間應(yīng)力和樹脂層面外應(yīng)力沿寬度方向的分布．可以看到中面層間應(yīng)力以層間正應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)力和層間應(yīng)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(yīng)力可以很好地反映無樹脂層的層間應(yīng)力．

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3067611