材料的力學(xué)性能ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-01-25 08:07本頁(yè)面
【正文】 接近裂紋平面承擔(dān)較大荷載 圖 1416 在裂紋尖端近復(fù)合材料有可能發(fā)生破壞的 幾種模式示意圖 1） 纖維拔出 (a) (b) 圖 1417 裂紋尖端纖維排列和拔出模型 （ a） 裂紋尖端短纖維排列模型； （ b） 拔出纖維時(shí)的模型 2） 纖維斷裂 3） 基體變形和開裂 上述斷裂模式，因復(fù)合材料或試驗(yàn)條件的不同，而在復(fù)合材料的斷裂時(shí)出現(xiàn)其中一種或幾種，它們所占比例及對(duì)斷裂的影響也各不相同，有的模式的影響可能是很小的。在形成的裂紋尖端及其附近，有可能以發(fā)生纖維斷裂、基體變形和開裂、纖維與基體分離（纖維脫粘）、纖維拔出等模式破壞（見圖 1416） [237]。 像金屬材料一樣，可假設(shè)復(fù)合材料的破壞是從材料中固有的小缺陷發(fā)源的。前者出現(xiàn)在纖維體積分?jǐn)?shù)很小的復(fù)合材料之中，而后者出現(xiàn)在大多數(shù)常用的復(fù)合材料之中。若復(fù)合材料纖維體積含量很低時(shí)，即使基體在其彈性范圍內(nèi)時(shí)，纖維也會(huì)發(fā)生微屈曲。因此，復(fù)合材料，特別是金屬基復(fù)合材料，增強(qiáng)纖維的體積分?jǐn)?shù)不可能太高。然而由于纖維占去了一部分體積，故復(fù)合材料的斷裂載荷反而較全部是基體材料所能承受的斷裂載荷小。 復(fù)合材料的應(yīng)力－應(yīng)變曲線按其變形和斷裂過(guò)程，可以分為四個(gè)階段： ①纖維和基體變形都是彈性的； ②纖維的變形仍是彈性的，但基體的變形是非彈性的； ③纖維和基體兩者的變形都是非彈性的； ④纖維斷裂，進(jìn)而復(fù)合材料斷裂。 ? 復(fù)合材料應(yīng)力－ 應(yīng)變曲線的位臵取決于纖維的體積分?jǐn)?shù) 。 縱向應(yīng)力 應(yīng)變曲線 σ ms— 基體屈服應(yīng)力 ； σ *— 基體中應(yīng)變量為 ε fu時(shí)的應(yīng)力 ； σ * *— 基體應(yīng)變量 ε Lu時(shí)的應(yīng)力 ； σ Lu— 復(fù)合材料縱向抗拉強(qiáng)度 ； σ fs— 纖維屈服應(yīng)力 ； ε fu— 纖維斷裂應(yīng)變 ； ε fu— 復(fù)合材料斷裂應(yīng)變 圖 143 基體、纖維應(yīng)力 應(yīng)變曲線示意圖 圖 143同時(shí)繪出了纖維、基體和復(fù)合材料的應(yīng)力－應(yīng)變曲線。顯然， 1?? mf VV 當(dāng)沿 L向施加拉伸載荷時(shí) ,按式 (147)預(yù)測(cè)的值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近；而為 壓縮載荷 時(shí) ,按式 (147)預(yù)測(cè)的值偏離實(shí)驗(yàn)結(jié)果較大。這樣的單元體再經(jīng)適當(dāng)簡(jiǎn)化后稱為代表性體元。 代表性體元 根據(jù)上述假設(shè)，單向復(fù)合材料宏
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