平纹机织玻璃纤维增强复合材料面内压缩力学行为及破坏机制
来源期刊：复合材料学报2010年第2期
论文作者：田宏伟 郭伟国
关键词：Hopkinson杆; 本构模型; 应变率; 复合材料; 动态压缩; Hopkinson bar; constitutive model; strain rate; composite; dynamic compression;
摘 要：为了研究平纹机织玻璃纤维复合材料SW200/LWR-2的面内压缩力学性能并建立其本构模型,对其进行了应变率为0.001s~(-1)、0.1s~(-1)、500 s~(-1),温度从-55℃到100℃范围内的面内压缩实验研究.动态压缩实验在SHPB装置上进行,通过波形整形器实现了恒定应变率加载,且经过验证试样两端应力平衡.实验结果表明,SW200/LWR-2复合材料性能具有明显的应变率敏感性及温度敏感性,其强度随着应变率的升高而增大,随着温度的升高而减小.对破坏后试样进行宏观及微观观察发现,准静态加载时试样为剪切破坏,伴随大量纤维束内脱粘和纤维拔出;动态加载时试样为剪切破坏与分层破坏并存,并出现大量碎屑,纤维束为整束剪断,柬内脱粘受到抑制.根据损伤力学理论,建立了SW200/LWR-2复合材料应变率及温度相关面内压缩损伤统计本构模型,本构模型结果与实验结果吻合较好.
田宏伟1，郭伟国1
(1.西北工业大学,航空学院,西安,710072)
摘要:为了研究平纹机织玻璃纤维复合材料SW200/LWR-2的面内压缩力学性能并建立其本构模型,对其进行了应变率为0.001s~(-1)、0.1s~(-1)、500 s~(-1),温度从-55℃到100℃范围内的面内压缩实验研究.动态压缩实验在SHPB装置上进行,通过波形整形器实现了恒定应变率加载,且经过验证试样两端应力平衡.实验结果表明,SW200/LWR-2复合材料性能具有明显的应变率敏感性及温度敏感性,其强度随着应变率的升高而增大,随着温度的升高而减小.对破坏后试样进行宏观及微观观察发现,准静态加载时试样为剪切破坏,伴随大量纤维束内脱粘和纤维拔出;动态加载时试样为剪切破坏与分层破坏并存,并出现大量碎屑,纤维束为整束剪断,柬内脱粘受到抑制.根据损伤力学理论,建立了SW200/LWR-2复合材料应变率及温度相关面内压缩损伤统计本构模型,本构模型结果与实验结果吻合较好.
关键词:Hopkinson杆; 本构模型; 应变率; 复合材料; 动态压缩; Hopkinson bar; constitutive model; strain rate; composite; dynamic compression;
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