熱-力耦合載荷下纖維金屬層板接縫斷裂行為研究.pdf

1、纖維金屬層板是一種由金屬和增強(qiáng)纖維膠接而成的復(fù)合材料，比單一金屬的力學(xué)性能更加優(yōu)異，特別是在抗疲勞性能方面。然而纖維金屬層板在生產(chǎn)時(shí)有熱殘余應(yīng)力，且集中在層板的結(jié)合部。所以纖維金屬層板結(jié)合部是層板最脆弱的部分。從提高安全性和可靠性的角度出發(fā)，需要對(duì)纖維金屬層板結(jié)合部的失效破壞進(jìn)行細(xì)致的研究，進(jìn)而了解和掌握膠層的破壞失效機(jī)理。本文運(yùn)用實(shí)驗(yàn)和有限元模擬相結(jié)合的方法，主要從纖維金屬層板的制作、實(shí)驗(yàn)、斷裂破壞理論、軟件模擬等方面對(duì)纖維金屬層板進(jìn)

2、行探索與研究。選用對(duì)稱膠接接頭及其界面區(qū)為主要的研究對(duì)象，研究常溫和高溫以及結(jié)合部接縫寬度對(duì)纖維金屬層板斷裂破壞載荷的影響，探索膠層的破壞失效機(jī)理，主要做了以下幾個(gè)方面的工作：
　　1)首先是制作試樣，根據(jù)試樣接縫寬度的不同進(jìn)行分組，然后分別在常溫和高溫兩種狀態(tài)下對(duì)試樣進(jìn)行拉伸測(cè)試，制作出它們的載荷-位移圖，并觀察其破壞過(guò)程。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的載荷位移圖，總結(jié)出層板結(jié)合部寬度、常溫和高溫對(duì)試件拉伸破壞載荷的影響。
　　2)闡述了疊層

3、復(fù)合材料破壞失效的相關(guān)研究方法，以及纖維金屬層板斷裂破壞的相關(guān)理論和準(zhǔn)則。重點(diǎn)論述了膠接連接破壞理論和牽引-分離準(zhǔn)則的基本判據(jù)，為軟件模擬提供理論依據(jù)。
　　3)根據(jù)試樣的邊界條件與加載，建立纖維金屬層板試樣的有限元模型。利用直接耦合方法，在有限元軟件中模擬分析了常溫和高溫條件下不同接縫寬度試樣的斷裂破壞情況。從剛度退化和拉伸加載后的應(yīng)力云圖的角度來(lái)分析溫度對(duì)試樣的剛度和斷裂情況產(chǎn)生的影響，并和實(shí)驗(yàn)照片進(jìn)行對(duì)比。
　　4)研