刘衍峰，张 达※，周振功，高志良

（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033；2.哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所，哈尔滨 150001）

0 引言

纤维金属层合板（Fiber-Metal Laminates，FMLs）是一种由金属与纤维复合材料交替铺层后固化形成的混杂型复合材料[1-3]。因其兼具复合材料的高比刚度、比强度及金属的抗冲击、高损伤容限性等优点，广泛应用于航空航天领域[4]。螺栓连接是复合材料主承载结构内部载荷传递的常用方式之一。由于存在各向异性特征，复合材料螺接结构法向承载性较差，在面外载荷作用下极易发生拉脱破坏[5-8]。拉脱强度预测及失效机理分析是复合材料连接结构设计的关键。

国内外学者深入研究了基体材料、纤维铺层方向、螺栓参数等因素对碳纤维树脂基复合材料螺接结构拉脱性能的影响。Camanho[9]提出复合材料结构内部的初始损伤主要由纤维层间分离导致；Pearce[10]结合最大应力理论，基于三维渐进失效的本构模型，探究复合材料连接结构在面外载荷作用下的刚度退化特征。国内学者还通过非线性数值模型，预测了复合材料泡沫夹芯板[11]、夹层预埋玻璃纤维板[12]等螺接结构的拉脱强度，但关于纤维金属复合材料螺接结构的相关研究较少，且金属塑性、金属与纤维间的界面特性使得该材料的拉脱破坏机理与传统复合材料存在差异，以往的数值研究结果不能准确表征纤维金属材料的面外失效特征。

本文针对玻璃纤维增强铝锂合金复合材料，基于应变形式的Hashin失效准则、延性断裂判据及层间内聚力本构方程，建立三维渐进失效模型。……