牟浩蕾， 张雪晗， 宋东方， 冯振宇， 解 江

(中国民航大学 民航民用航空器适航审定技术重点实验室，天津 300300)

相对于金属薄壁结构而言，复合材料层合薄壁结构具有比强度高、比刚度大、比吸能大、可设计性好等优点，已广泛应用于航空航天和交通运输等领域，将其作为缓冲吸能结构能够对乘员起到很好的冲击碰撞安全保护作用[1-3]。复合材料层合薄壁结构与金属薄壁结构具有不同的吸能机理，金属薄壁结构主要依靠塑性变形来吸收能量，而复合材料层合薄壁结构则主要通过纤维、基体的断裂、层间分离等耗散能量，是多种细观尺度损伤破坏共同作用的结果[4-7]。

复合材料层合薄壁结构破坏失效模式比金属薄壁结构更加复杂，尤其当复合材料层合薄壁结构形式改变时，其在轴压载荷下的宏观破坏形式会表现出很大差异。研究学者对复合材料薄壁管件结构(如圆管、波纹板等)的破坏模式开展了大量研究[8-17]，但是至今没有形成像金属薄壁管件结构那样统一的宏观破坏模式的命名。但是，研究者仍然按照不同方式提出了复合材料薄壁管件结构的不同宏观破坏模式。其中，Hull[18]将复合材料薄壁圆柱壳发生渐进破坏时的宏观失效模式分为张开型(splaying)(即层间裂纹导致分层扩展)和碎片性(Fragmentation)(即材料碎裂)。Mamalis等[19]提出四种不同的破坏模式：I型(分层破坏)、II型和III型(脆性断裂破坏)、IV型(渐进屈曲破坏)，其中，I型破坏模式是管壁上有大量平行于纤维方向的裂纹和层间裂纹生成。……