刘　璐,马一凡

(1.西安航空学院，西安　710077； 2.西北工业大学，西安　710072)



基于复合材料层合板断裂韧性的实验研究

刘璐1,马一凡2

(1.西安航空学院，西安710077； 2.西北工业大学，西安710072)

采用试验的方法研究正交铺层层合板的1型断裂韧性，采用T800s/M21预浸料，针对不同铺层方案进行了试验。使用两边缺口拉伸试样，根据Bazant提出的尺寸效应对断裂韧性的影响，在长宽比不变的情况下，设计不同尺寸的试样(44, 52, 60, 68, 76, 84, 92, 100 mm)进行试验。数据的处理采用2种不同方法，分别由Bao等和Bazant提出，并与文献中的结果进行了对比。通过比较结果并结合断口形貌的分析可知：尺寸效应和铺层对断裂韧性有的不同影响。

断裂韧性；双边缺口拉伸试验；应力强度因子；尺寸效应

碳纤维增强复合材料(CFRP)与传统的建筑材料相比，具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性能强、可设计性好等优点。基于这些优异的力学性能和使用功能，碳纤维复合材料的应用技术在国际和国内都得到了迅速的发展。然而，由于复合材料层合板的各向异性和承载的复杂性，使层合板的破坏失效情况较为复杂。为了更好地研究复合材料层合板的断裂韧性，当前开发出一些针对复合材料的断裂韧性的试验设计[1]：① 紧凑拉伸试验(CT)[1-3]；② 扩展紧凑拉伸试验(ECT)[4]；③ 四点弯曲试验(four point bend)[5]；④ 两边缺口拉伸试验(double edge notched tension)[6-7]；⑤ 中心缺口拉伸(centre notched tension)[8]；⑥ 单侧缺口拉伸试验(single edge notched tension)[9]。研究人员针对这些试验设计提出了不同的试样构造、尺寸以及数据整理方法。

本文采用两边缺口拉伸试验的方法研究了复合材料层合板的断裂韧性，并结合Bazant提出的尺寸效应理论[6]，研究了尺寸效应对复合材料正交层合板的断裂韧性的影响。……