近年來復合材料在船舶工業(yè)領(lǐng)域里得到越來越多的應用,而且應用范圍從次受力結(jié)構(gòu)發(fā)展到主受力結(jié)構(gòu),由于材料的特殊性(脆性、各向異性、層狀等)決定了復合材料的破壞機理和形式與均質(zhì)各向同性材料有很大區(qū)別。
含分層的復合材料結(jié)構(gòu)的強度和剛度大大下降,在一定外載條件下,分層區(qū)域可能出現(xiàn)局部屈曲和分層擴展。因此,失效準則(本文主要討論分層擴展起始條件)是人們研究的重要課題。分層擴展依賴于裂紋尖端的應力狀態(tài),受應力強度因子或應變能釋放率控制,由于復合材料裂紋尖端往往出現(xiàn)很復雜的應力場,在研究分層擴展時,企圖直接求得裂紋尖端的應力強度因子較為困難,而應變能釋放率則相對容易處理,且物理意義明顯。
在理想彈性狀態(tài)下,裂紋的擴展是能量的一種不安定現(xiàn)象,如果裂紋擴展所釋放出的能量足以提供其擴展所需要的能量,裂紋就擴展,即在與外界無能量交換的條件下,由于裂紋擴展,系統(tǒng)釋放出的能量實際上是裂紋擴展的驅(qū)動力,當釋放出的能量大于或等于材料表面能量,裂紋開始擴展,裂紋擴展單位面積所釋放的能量定義為能量釋放率。
與失穩(wěn)有關(guān)的分層擴展過程是復合型斷裂,通過能量釋放率建立失效準則的關(guān)鍵問題是準確計算能量釋放率及其分量。
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復合材料層板屈曲開裂非線性失效準則-紀竹盛.pdf
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