中间层厚度对三明治结构中Ⅰ型断裂能量释放率的影响研究

• 作者: 刘小明 宋晶如 张凡凡 马寒松 魏悦广
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 三明治结构 中间层影响 界面剪切 能量释放率 临界载荷
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 所属期刊栏目: 固体力学
• 页码范围: 1080-1094
• 页数: 15页
• 分类号: O346.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-20-092

摘要

三明治结构作为载荷传递和连接元件,广泛应用于航空航天、材料表征、柔性电子等领域.了解其断裂行为和特点能为三明治结构连接件极限载荷的设计提供理论指导.基于改良弹性地基理论模型,本文提出了一种计算能量释放率的新理论模型,模型中考虑中间层厚度对三明治结构Ⅰ型断裂能量释放率的影响.结果表明,中间层厚度对三明治结构Ⅰ型断裂的影响存在两个部分:中间层剪切力的影响及中间层引起结构刚度增大的影响.当无量纲中间层厚度取最大值2时,传统模型与有限元计算结果存在70％以上的误差;采用本文的模型可以极大地提高精度,将误差降到5％以内.相比改良弹性地基理论只适用于中间层厚度较小的情况,本理论模型的适用范围更广.此外,利用本模型,本文选取了两个几何参数(中间层厚度和裂纹初始长度)和一个材料参数(模量比)进行研究.讨论了剪切效应对结构几何和材料参数的敏感性.在定载荷的基础上,讨论了几何和材料参数对能量释放率的影响;并在假定结构断裂韧性不变的基础上,得到了几何和材料参数对三明治结构临界载荷的影响规律.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘小明		10	1	1.0	1.0
2	张凡凡		1	0	0.0	0.0
3	宋晶如		1	0	0.0	0.0
4	马寒松		1	0	0.0	0.0
5	魏悦广		5	3	1.0	1.0