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纤维增强复合材料是由纤维与基体按照特定的方式合成的一种新型高性能材料,具有比强度高、比模量大、可设计性等优点,已经被广泛用于飞机行业上,例如波音系列飞机。随着土木工程行业的飞速发展,现代建筑对工程材料的性能要求越来越高,纤维增强复合材料在结构工程中也有广泛的应用,主要以层合板的形式存在于各类工程中如:纤维加工工程结构、大跨度输变电塔、耐腐蚀性的海洋平台等。纤维增强复合材料在复杂受力下破坏机理和计算方法是其应用的基础,目前常规的有限元方法是基于连续介质力学,难以捕捉不同微细观尺度下材料颗粒之间的滑移、断裂和破碎及其对整体破坏的影响,不能解释复合材料在复杂受力过程中损伤是如何产生并如何发展演化的。为避免传统方法的局限性,在此采用基于非连续介质力学理论的离散元方法,并结合理论和试验分析,以玻璃纤维增强复合材料层合板(GFRP)为研究对象,提出了纤维增强复合材料和构件的离散元建模及微观参数取值方法。具体工作包括以下几个方面:1.在正交各向异性材料弹性理论和离散元基本原理的基础上,基于应变势能密度互等方法,提出了一个适用三维离散元建模的19球模型,并推导出三维条件下的离散微观刚度参数和材料宏观弹性参数之间转换的理论公式。并分别给出了适用于泊松比小于0.25的6接触对模型和适用于泊松比小于0.33的4接触对模型,为纤维增强复合材料的离散元建模和刚度微观参数的取值提供理论方法。2.对GFRP板、GFRP带孔板及GFRP螺栓节点进行了拉伸试验,并对非接触式视频测量方法在纤维增强复合材料力学试验中的应用技术进行了分析,得出了GFRP板、GFRP带孔板、GFRP螺栓节点的从开始受力到最终破坏的全过程,为构件的破坏机理研究和离散元模型的参数标定提供完整的试验数据。3.采用上述提出的微观参数取值方法对GFRP板、GFRP带孔板、GFRP螺栓节点三种拉伸试验弹性阶段进行了离散元模拟,证明了弹性阶段微观参数取值方法正确性。并根据GFRP板、GFRP带孔板、GFRP螺栓节点三种拉伸试验破坏荷载和破坏现象标定出19球模型(4种接触对)中的8个强度值,具体标定流程如下:通过对GFRP板拉伸试验进行模拟标定出拉伸平面中三种接触的法向强度;再通过对GFRP带孔板拉伸试验进行模拟标定出拉伸平面中三种接触的切向强度;最后通过GFRP螺栓节点拉伸试验验证拉伸平面中三种接触的强度取值的正确定性,并且标定出厚度方向的强度值。通过上述研究,提出了一种适用正交各向异性材料的三维离散元建模和刚度微观参数取值方法,并初步给出了一套基于典型纤维增强复合受拉破坏试验的离散元接触强度标定流程,该工作为纤维增强复合材料在复杂受力的破坏性能研究提供了数值方法,具有重要的理论意义和应用价值。