复合材料MMB试件Ⅰ-Ⅱ混合型层间裂纹扩展分析

• 作者: 邓健 卢天健 尹乔之
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 工学
• 关键词: MMB试验 分层 黏聚区 混合比 裂纹叠加
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 固体力学与飞行器总体设计
• 页码范围: 144-155
• 页数: 12页
• 分类号: V258|TB332
• 语种: 中文

摘要

基于经典层合板理论及双线性黏聚区本构关系,建立了含一般分层裂纹层合板的理论模型,对I-II混合型弯曲(MMB)断裂试件进行了裂纹扩展理论分析.提出了一种I-II混合型断裂叠加模型,引入I型裂纹分量的刚体转动位移,同时考虑了裂纹长度超过试件半长后中部载荷分量对裂纹扩展的闭合效应,并根据黏聚区力学响应,分段获得了位移函数通解.结合叠加模型的边界条件与连续性条件,分析了MMB试件的裂纹扩展过程,求解获得了载荷-位移曲线.通过与梁模型预测以及试验结果进行对比,验证了本文模型对I-II混合型裂纹扩展预测的有效性和准确性,并讨论了初始断裂模式混合比及闭合效应对裂纹扩展过程的影响.结果表明:初始II型裂纹比重较大时,中部载荷的闭合效应更为明显,可能出现I型裂纹完全闭合的情况;裂纹扩展过程中,当裂纹长度小于试件半长时,断裂混合比基本保持常数;当裂纹扩展超过试件半长后,闭合效应明显,混合裂纹形式逐渐向单一型断裂模式退化.