基于断裂理论的竹纤维复合材料拉伸强度的尺寸效应研究

哈维尔¹，刘问^1,2，孟鑫淼^1,2，张涵政¹，李康宁¹

1. 北京林业大学水土保持学院2. 北京林业大学水土保持国家林业局重点实验室

摘 要：以重组竹为代表的竹纤维复合材料是具准脆性断裂特征的生物基纤维复合材料,强度值存在尺寸效应问题,影响其构件的设计理论。为研究重组竹的强度尤其是纵向拉伸强度的尺寸效应现象,进行了三点弯曲试验与直接拉伸试验测试材料的尺寸效应行为,并应用基于断裂理论的拉伸强度模型分析材料缺陷尺寸及尺寸效应的计算方法。试验结果表明,重组竹的拉伸强度存在明显的尺寸效应现象,而基于断裂理论的拉伸强度模型可计算不受尺寸效应限制的理论塑性拉伸强度,且该塑性拉伸强度考虑了材料表面的缺陷影响。因此,尺寸效应对重组竹纵向拉伸强度的影响可采用理论塑性拉伸强度与表面缺陷尺寸确定。

关键词：重组竹;准脆性断裂;尺寸效应;拉伸强度;缺陷尺寸;复合材料;