纖維增強復合材料斷口微觀分析圖像顯微鏡
纖維增強復合材料一般是單層板以不同的鋪放角度及任意的厚度粘
接層合而成,同時假定單層之間粘接完好且無相對位移,通過層合
,可產生具有多種特性的材料,因此作為結構要素,其設計上的自
由度顯著增加。在層合板中具備了單層板或均質正交異性板所不具
備的特殊的力學特性,在此就力學計算方法加以說明。
較近,以復合材料為核心不斷開發出各種新型材料。夾層材料
是復合材料的一種,是將較薄的高強度材料放在上下表面,將比較
厚的輕質芯材置于中間組成一種高效率的結構形式,廣泛應用于對
輕量化要求較高的飛機和飛船上。夾層結構的蒙皮和芯材材質、尺
寸等可以有多種選擇,因此,在建筑、船舶及車輛等領域的應用也
在不斷擴大。
我們這里所說的斷裂力學是以裂紋擴展為中點,同金屬和陶瓷
一樣,復合材料領域也可廣泛利用斷裂力學的概念,而且首先要考
慮應用斷裂力學的方法。
結構件在外部載荷作用下,產生內部應力,哪個部位的變形達
到了材料的許用值,那么哪個部位就將發生屈服或破壞。材料在斷
裂前的較大延伸變形下持續加載,使其周圍的載荷增大,進而屈服
范圍擴大,較終導致全部斷裂。另外,對于延伸性小的脆性材料,
屈服部位將出現微裂紋,隨著周圍載荷增大,裂紋不斷擴展,破壞
范同逐漸擴大。斷裂力學對于屈服極限小的脆性材料更適用。
在屈服極限很小的情況下,上述的局部斷裂處可采用彈性理論
來求解裂紋周圍的應力場。若是均質彈性體,即為二元平面變形問
題。