复合材料断裂力学 北京交通大学 张克军 主要内容 l 复合材料破坏的过程和特点 l 复合材料损伤的主要类型 l 复合材料断裂力学宏观分析 l 复合材料断裂力学细观分析 l 复合材料的断裂表面能 l 复合材料的断裂准则一. 复合材料破坏的过程和特点 l 与金属材料不同，复合材料由纤维和基体等不 同组分材料组成，并具有各向异性，其破坏过 程复杂。 l 复合材料作为结构受力而发生变形的过程张， 随着载荷的增加，原有缺陷扩大或产生新的损 伤，例如基体中出现微小裂纹、纤维断裂、基 体与纤维界面开裂等，损伤扩大，裂纹扩展。二. 复合材料损伤的主要类型 l 基体开裂 l 界面脱胶 l 分层（层间开裂） l 纤维断裂 l 有时这4 类损伤不同组合而形成综合损伤，随 着损伤区域和尺寸的扩大，宏观裂纹扩展，最 终材料断裂破坏。图1 纤维复合材料的各种断裂型式 1 为纤维断裂 2 为纤维拔出 3 为基体开裂，纤维桥联 4 为基体微裂纹 5 为界面损伤开裂 6 为层间剪切损坏复合材料破坏的特点 l 不同纤维分布对缺陷的敏感性不同 l 两种破坏模式：整体损伤模式和裂纹扩展模式 l 层合板的多重开裂（a ） 纤
