复合材料学报

作者：张志超, 董洪承, 王方鑫,

关键词：相场方法, 断裂, 各向异性, 复合材料, 应力球偏分解,

断裂相场法被广泛应用于各向同性和复合材料的断裂分析之中。目前，针对各向异性材料和复合材料的断裂问题仍然是断裂相场法的研究重点。本文基于应力拉压的球偏分解方式对弹性应变能进行分解，排除了压缩体积应变能造成的裂纹扩展，并考虑材料拉、压本构关系的非对称情况，建立了一个针对正交各向异性材料断裂问题的相场分析模型。为了验证模型的可靠性，分别对各向同性材料、正交各向异性材料的单边开口板的拉伸和剪切问题进行了分析。对单向纤维夹杂的复合材料板，应用Hashin准则对损伤裂纹驱动力进行了修正，并对不同碳纤维铺设方向复合材料板的拉伸问题进行了模拟。本文建立的模型能够模拟各向异性材料和单向纤维夹杂复合材料的裂纹扩展问题。对于各向同性材料和正交各向异性材料，模拟得到的裂纹扩展路径与现有模型一致，复合材料中裂纹扩展方向和纤维铺设方向平行，预测结果和实验结果吻合良好。

来源：2024年第8期

《复合材料学报》期刊编辑部

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