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Interaction of multiple micro-defects on the strengths and failure mechanisms of UD composites by computational micromechanics

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摘要: 单向纤维增强塑料(UD-FRP)的力学性能受到内部微缺陷的影响,如随机纤维排列、纤维错位和微空隙。本研究旨在通过计算微观力学研究这些多个微观缺陷如何相互作用,以及它们如何影响UD-FRP的强度和失效机制。通过对具有代表性的体积单元进行有限元分析,模拟了失效行为;对于不同的载荷及其组合,考虑了基体和界面的破坏。研究发现,这些微观缺陷显著削弱了UD-FRP沿纵向的抗压强度。特别是纤维波纹度放大了纤维排列的影响,而微空隙则减小了这种影响。此外,纤维排列和微空隙显著削弱了UD-FRP的横向拉伸和压缩强度。此外,横向和纵向剪切强度受微孔隙的显著影响,但只有纵向剪切受纤维排列的影响,这种影响也因微孔隙而减弱。最后,得到了纵向压缩和横向荷载共同作用下的损伤包络线,并与Tsai Wu失效准则进行了比较。结果表明,Tsai Wu准则可以有效地估计这种双轴加载条件下的失效包络线。

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[V1] 2024-04-09 15:27:50 ChinaXiv:202404.00157V1 下载全文
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