CFRP单搭接胶接接头拉伸破坏行为与失效机制

摘要：

采用CFRP层合板制备搭接长度为20 mm的单搭接胶接接头,通过万能电子试验机、扫描电子显微镜(SEM)等设备进行测试,获得接头载荷-位移曲线和微观断面形貌,同时基于连续损伤力学模型及3D Hashin失效准则模拟CFRP层合板损伤起始与演化过程,选用Cohesive单元模拟胶层和CFRP层间基体的渐进损伤.通过与实验数据对比,验证了仿真模型的有效性,并通过分析胶层与CFRP各铺层间的应力分布,结合接头失效后的断面形貌,研究了接头在拉伸过程中的破坏行为和失效机制.结果表明,在拉伸载荷作用下,接头损伤首先发生在搭接区域中层合板施力端的90.铺层,随着载荷增加,接头出现纤维撕裂破坏,同时在剥离应力和剪切应力共同作用下,裂纹发生倾斜扩展,失效模式逐渐由纤维撕裂破坏向胶层界面破坏转变.根据接头应力分布及损伤演化过程,胶层主要承受剥离应力和Ⅱ型断裂模式下的剪切应力,其中,剪切应力是胶层出现起始损伤的最主要原因.层合板各铺层间应力具有明显差别,其中,剪切应力的集中区域主要位于90.铺层,并且导致接头产生初始裂纹.

关键词：CFRP、单搭接胶接接头、应力分布、损伤演化、失效模式

所属期刊栏目：51

分类号：TP391.9(计算技术、计算机技术)

在线出版日期：2023-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：79-87