【摘 要】
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自由边缘分层损伤是热塑性复合材料AS4/PEEK层合板破坏的重要原因之一,对自由边缘分层行为的定量分析是这种热塑性层合板及其结构失效评价的重要基础。本文采用三维各向异性
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自由边缘分层损伤是热塑性复合材料AS4/PEEK层合板破坏的重要原因之一,对自由边缘分层行为的定量分析是这种热塑性层合板及其结构失效评价的重要基础。本文采用三维各向异性弹性有限元方法,考虑自由边缘分层裂纹尖端应力的r-1/2奇异性,建立了含自由边缘分层裂纹的热塑性AS4/PEEK受拉伸层合板的断裂力学有限元模型;用该模型分析AS4/PEEK [0/90]s、[0/±45/90]2s和[±25]s4层合板不同层间分层裂纹尖端前缘的层间应力分布,及其与自由边缘效应的相互影响。结果表明:自由边缘分层裂纹会使[0/90]s的层间正应力σy,[0/±45/90]2s的-45/90层间σy、τxy和[±25]s4层间的τxy在自由边缘处显著增加。以上述断裂力学有限元模型为母模型,采用三重考虑纤维基体两相的细观子模型有限元方法,初步分析自由边缘分层对自由边缘处几何层间附近区域的纤维基体界面细观弹塑性应力分布的影响,结果表明:纤维基体界面的应力值大于相应位置处的几何层间应力值。
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