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纤维增强金属基复合材料(FRMMC<,s>)剪切破坏机理和强度,是当今复合材料破坏机理中最为困惑的基本问题之一,同时也是FRMMC<,s>工程应用中(例如,发展新一代长杆式动能穿甲弹)迫切需要解决的关键问题.该文针对这一问题,结合单向C<,f>/A356.0铝基复合材料,从实验、理论分析和计算上进行了多方位的探索,初步揭示了C<,f>/A356.0复合材料剪切破坏的机理和破坏的演变过程,并就如何提高FRMMC<,s>剪切强度,提出了一些概念性的认识.为了更全面地揭示单向C<,f>/A356.0复合材料剪切破坏机理,特在Hitachi S—570型扫描电镜拉伸台上,对单向C<,f>/A356.0复合材料及基体A356.0铝合金的拉伸断裂破坏进行了在位观察.结果发现,单向C<,f>/A356.0复合材料中的碳纤维表面存在厚约0.5μm的脆性界面层,该界面层的存在严重地劣化了单向C<,f>/A356.0复合材料的纵向拉伸性能,导致其在较低应力水平下脆断.通过剪滞理论分析,获得了界面层的主要力学性能参数.为了考察单向C<,f>/A356.0复合材料抗剪能力和剪切破坏机理,分别利用Instron-1195材料试验机、分离式Hopkinson压杆(SHPB)和分离式Hopkinson扭杆(SHTB),对单向C<,f>/A356.0复合材料和基体A356.0铝合金进行了一系列静、动态剪切破坏实验研究.结果显示,单向C<,f>/A356.0复合材料的剪切强度较基体A356.0铝合金无明显的增强效果,而且发现,复合材料扭剪切断口呈现多尺度的"锯齿状(Zig-Zag)"特征.实验测定,断口的"锯齿"大体与扭转轴线成44°,接近最大拉应力方向(45°),预示着这种剪切破坏可能受最大拉应力控制.