复合材料的分层研究(谷风文书)
复合材料中分层和脱粘的区别
复合材料中分层和脱粘的区别说到复合材料，这玩意儿就像是一杯丰富的鸡尾酒，里面混合了不同的成分，打造出一种既强韧又轻巧的神奇材料。
复合材料常常用在飞机、汽车等高科技领域，就像那些高大上的明星，光芒四射，吸引眼球。
可是，这些复合材料的表现并不是总是那么顺风顺水，它们也会遇到一些问题，比如分层和脱粘。
今天，我们就来聊聊这两者之间的区别，听起来也许有点枯燥，但其实它们的背后故事可是非常有趣的！1. 分层分层就好比是你做三明治时把面包片一层一层地叠起来。
复合材料中分层的现象也是这么个意思，就是它的不同层次或者说不同的材料之间开始出现了一些问题。
这种情况就像是你在吃三明治的时候，突然发现面包片和夹心开始分开了，感觉真是不美妙。
复合材料的分层通常是因为层与层之间的粘结不够好，或者材料的质量不均匀。
想象一下，你刚刚做好的面包，外层酥脆，内层却是湿漉漉的，这种不一致感就会导致材料的强度和稳定性大打折扣。
分层通常是由于材料在制造过程中没有正确粘合，或者使用了不合格的粘合剂。
这种问题就像是烤饼干时面粉和糖没搅拌均匀一样，表面看起来还不错，但实际上已经有了隐患。
1.1 分层的成因分层的原因其实有很多种，就像你家冰箱里的一堆食材，有时候是食材本身的问题，有时候是储存不当的原因。
材料的选择、施工工艺、环境条件等等都可能是导致分层的罪魁祸首。
比如，环境湿度过高，材料干燥不均，或者在制作过程中受到了污染，这些都可能导致分层现象。
就像你去超市买回的黄油，如果存放不当，可能会变质一样，材料在制作过程中也需要特别注意，否则就容易出现分层问题。
2. 脱粘而脱粘，听起来是不是像某种新型的零食？其实不然，脱粘指的就是材料之间的粘结层开始剥离，就像你贴在墙上的海报慢慢往下掉，最后只剩下几片边角。
脱粘的现象是复合材料中的一种问题，通常是因为粘接层的质量不好或者粘接不均匀。
脱粘就像是你把胶水用错了，结果纸张和封面之间的联系变得松散，一碰就掉。
这个问题常常出现在复合材料的制造和使用过程中，特别是在受到外力、热胀冷缩等条件影响时。
层叠法制造复合材料制件分层原因分析及控制
复合材料 分层 控制
目前先进的复合材料技术大量运用在武器装备的制造中。军代表在日常的质量监督和不合格品处理中发现层叠法制造的复合材料制件缺陷比较多。我们对Y8911/T300层叠法制造的近20000件复合材料制件的无损检测数据,进行了统计分析,结果发现:分层、孔隙、气孔、脱粘、富脂、贫胶是工程中最为常见的制造缺陷类型。据资料显示,分层缺陷占了复合材料制件缺陷的近60％。在所有的缺陷中,最危险的内部缺陷也许是分层,由一层层预浸料叠合而成的复合材料在不采用缝纫一类措施时,分层所引起的破坏是难免的[1]。显然,分层会影响结构的承载能力,严重时会导致结构的失效。而引起分层的因素较多,几乎每道工序环节都会影响最终产品的性能,已固化的热固性树脂复合材料,一旦质量有问题,几乎无法挽救。
复合材料分层断裂的三种模式
复合材料分层断裂的三种模式社会的不断进步，使得人们的生活水平在很大程度上得到了提高，复合材料分层断裂的三种模式就是通过改变室内的热湿环境，为人们的居住生活提供一个舒适健康的环境。
复合材料分层断裂的三种模式的应用越来越广泛，一个良好的复合材料分层断裂的三种模式设计，不仅可以提高人们生活舒适度，还可以提高工作学习效率。
随着我国民众环保意识的增强，不再单单一味追求舒适的居住环境，更多的开始关注节能减排、绿色环保、和谐自然的居住环境。
1.1复合材料分层断裂的三种模式引言概述复合材料分层断裂的三种模式在最近几十年飞速发展的过程之中，其整体的产业耗能占比已经接近我国社会整体能耗的三分之一，而对于复合材料分层断裂的三种模式的整体使用来说，其能耗在建筑整体能耗之中的占比达到了40-50%，复合材料分层断裂的三种模式以其出色的节能性和环保性，受到越来越多的关注，同时也被不断推广。
但是，复合材料分层断裂的三种模式在施工中往往不受重视，导致发生了很多问题，而且我国的复合材料分层断裂的三种模式的设计和施工往往由不同单位承包，其对于问题的理解方式不同，相对应的利益关系也存在很大区别，导致很难有完美的配合。
加之，设计人员和施工人员的素质不同，复合材料分层断裂的三种模式可能由于缺乏施工经验而凭空想象，造成设计不合理；施工人员对设计理解度不够，达不到设计要求，造成设计效果大打折扣等。
复合材料分层断裂的三种模式的施工质量好坏直接和影响了建筑物的使用质量好坏，加强复合材料分层断裂的三种模式的施工复合材料分层断裂的三种模式管理，有利于提高复合材料分层断裂的三种模式质量。
因此，对复合材料分层断裂的三种模式进行工程复合材料分层断裂的三种模式管理是非常有意义的，也是非常重要的。
由于社会的发展，人们的生活水平得到了大大提高，在这种大形势下，相应的物质需求也就急速膨胀，而复合材料分层断裂的三种模式基本的居住工程也成了社会最为关注的重点复合材料分层断裂的三种模式之一。
复合材料的分层研究
复合材料的分层缺陷引言目前被广泛用于飞机承力构件的纤维增强树脂基复合材料（CFRP）主要是层合板与层合结构。
在层合板的制造过程中，常由于许多不确定的因素，使复合材料结构发生分层、孔隙、气孔等等不同形式的缺陷；同时，复合材料层合板在装配与服役过程中所受到低能冲击很容易引发各种形式的损伤。
由于增强纤维铺设方向的不一致常导致铺层间刚度的不匹配，引发较高的层间应力，而层间应力的主要传递介质是较弱的树脂基体，因此对于复合材料层合板，分层是其主要的损伤形式。
有报导统计，复合材料层合板在加工、装配和使用过程中产生的分层损伤，占缺陷件的50%以上[1]。
分层常存在于结构内部，无法根据表面状态检测出来，并且分层的存在极大地降低了结构的刚度，特别在压缩载荷作用下，由于发生局部屈曲而导致分层扩展，使结构在低于其压缩强度时发生破坏。
在飞机研制与制造过程中，复合材料层合板的分层损伤问题一直是难以解决的结构问题之一，也是影响CFRP 在结构组分中应用的主要限制因素。
因此，如何充分地结合试验测试，利用数值模拟的方法评估分层的许和容限，成为决定飞机结构综合性能的亟待解决的关键问题。
1.1分层产生的原因Pagano 和Schoeppner [2] 根据复合材料构件的形状，将分层产生的原因分为两类。
第一类为曲率构件，工程中常见的曲率构件包括扇形体、管状结构、圆柱形结构、球形结构和压力容器等；第二类为变厚度截面，工程中常见于薄层板与补强件连接区域、自由边界处、粘合连接处及螺栓接合处等。
在上述结构件中，临近的两铺层极易在法向和剪切向应力作用下发生脱胶和形成层间裂纹。
以外，温湿效应、层板制备和服役状态等亦是分层产生的原因。
由于纤维与树脂的热膨胀系数以及吸湿率均存在差异，因此，不同铺层易在固化过程产生不同程度的收缩并在吸收湿气后产生不同程度的膨胀，不同程度的收缩与膨胀所产生的剩余压力是导致分层的源头之一[3，4] 。
在层合板的制备过程中，由于手工铺设质量具有分散性，极易形成富树脂区，进而引发树脂固化时铺层间的收缩程度差异，使层间具有较低的力学特性，极易形成分层[5，6] 。
复合材料的研究报告
复合材料的研究报告摘要本研究报告旨在探讨复合材料在工程领域中的应用和研究进展。
复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料，具有优异的性能和广泛的应用前景。
本报告将重点介绍复合材料的种类、制备方法、性能以及应用领域，并对未来的研究方向进行展望。
1. 引言复合材料是由两种或多种不同材料组合而成的材料，通过不同材料之间的相互作用，使得复合材料具有优异的性能。
相对于传统的单一材料，复合材料具有更高的强度、刚度、耐腐蚀性和耐磨性等特点，因此在航空航天、汽车、建筑和电子等领域得到广泛应用。
2. 复合材料的种类根据复合材料的组成和结构，可以将其分为无机复合材料和有机复合材料两大类。
无机复合材料主要包括金属基复合材料、陶瓷基复合材料和碳基复合材料等；有机复合材料主要包括聚合物基复合材料和纤维增强复合材料等。
不同种类的复合材料具有不同的特性和应用领域。
3. 复合材料的制备方法复合材料的制备方法多种多样，常见的方法包括层叠法、浸渍法、注射法和挤出法等。
层叠法是将不同材料层叠在一起形成复合结构；浸渍法是将基材浸泡在浸渍液中，使其吸附复合材料的材料；注射法是将复合材料注入到模具中，通过固化形成所需形状；挤出法是将复合材料挤出成型。
不同的制备方法适用于不同的复合材料和应用场景。
4. 复合材料的性能复合材料具有优异的性能，主要体现在以下几个方面：首先，复合材料具有较高的强度和刚度，能够承受较大的载荷；其次，复合材料具有良好的热稳定性和耐腐蚀性，适用于高温和恶劣环境；再次，复合材料具有较低的密度，能够减轻结构的重量；最后，复合材料具有良好的电磁性能和导热性能，可应用于电子和导热领域。
5. 复合材料的应用领域复合材料在工程领域中有广泛的应用。
在航空航天领域，复合材料被广泛应用于飞机机身、翼面和发动机等部件，以提高飞机的性能和降低重量。
在汽车领域，复合材料被应用于车身、底盘和内饰等部件，以提高车辆的安全性和燃油效率。
在建筑领域，复合材料被应用于结构材料、隔热材料和装饰材料等，以提高建筑物的耐久性和节能性。
复合材料的多层结构设计与性能优化
复合材料的多层结构设计与性能优化在当今科技飞速发展的时代，复合材料以其优异的性能在众多领域中发挥着至关重要的作用。
从航空航天到汽车制造，从电子设备到医疗器械，复合材料的身影无处不在。
而复合材料的多层结构设计则是实现其高性能的关键所在。
复合材料的多层结构，简单来说，就是将不同的材料层按照特定的顺序和方式组合在一起，以达到协同增效的效果。
这种设计方法的优势在于可以充分发挥各层材料的独特性能，同时通过层间的相互作用来弥补单一材料的不足。
多层结构设计的第一步是材料的选择。
不同的材料具有不同的物理、化学和力学性能。
例如，碳纤维具有高强度和高模量，但成本较高；玻璃纤维则相对便宜，但性能略逊一筹。
在选择材料时，需要综合考虑应用场景的需求、成本限制以及工艺可行性等因素。
比如，在对强度要求极高的航空航天领域，可能会优先选择碳纤维；而在一些对成本较为敏感的民用领域，如汽车零部件制造，玻璃纤维或其他性价比更高的材料可能更受青睐。
确定了材料之后，接下来就是设计各层的厚度和排列顺序。
这就像是搭积木一样，不同的排列方式会带来截然不同的性能表现。
例如，将强度高的材料层放在外层，可以提供更好的表面防护；而将韧性好的材料层放在中间，则可以增加整体的抗冲击能力。
此外，各层之间的界面处理也至关重要。
良好的界面结合能够有效地传递载荷，提高复合材料的整体性能。
为了实现这一目标，常常需要采用特殊的表面处理技术或添加中间层来改善层间的相容性。
多层结构的设计还需要考虑制造工艺的影响。
不同的制造方法，如层压成型、缠绕成型、注塑成型等，对材料的铺放和成型过程有着不同的要求。
在设计阶段，就需要充分考虑所选工艺的特点，以确保最终产品能够达到预期的性能指标。
性能优化是复合材料多层结构设计的核心目标之一。
力学性能是复合材料最为关注的方面之一。
通过合理的多层结构设计，可以显著提高复合材料的强度、刚度和韧性。
例如，采用交替堆叠的多层结构，可以有效地分散应力，避免局部应力集中，从而提高材料的强度和韧性。
整体复合材料结构分层特性研究进展(一)
Ｃ ｒ ａ ｃ ｋ Ｃ ｌ ｏ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ １ ）和Ｍ积分法。其 次 ，对应力分析在复合材料分层研究 中的应用进行 了简要的 回顾。 关键词 ：复合材料结 构 ；分层杼 ｌ 生；界面断裂力学 ；应力分析
第３ ４ 卷 第 ５ 期
２ ０１ ４正
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文章编号 ：１ ６ ７ ３ — ４ ５ ９ ９ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ５ — ０ ０ ３ １ — ０ ９
整体 复合材料 结构分层 特性研究进展 （ 一）
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｂ ３ ３ ２ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎｔ ｏ ｎ Ｄｅ ｌ ａ ｍｉ ａ ｎｔ ｉ ｏ ｎ Ｃｈａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｉ ｎｔ ｅ ｇ ｒ ａｔ ｅ ｄ
Ｃｏ ｍｐｏ ｓ ｉ ｔ ｅ Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ： Ｐａ ｒ ｔ Ｉ
马存 旺 ，李志 国 ，鲁国富 ，吴伟伟
（ １ ． 中国航 天空气 动力技 术研究院 ，北京 １ ０ ０ ０ ７ ４） （ ２ ． 中航工业特种飞行器研究所 ，湖北 荆 门 ４ ４ ８ ０ ３ ５）
摘 要 ：整 体复合材料件越来越 多地被用 作现代航空航天器 的主承力 结构 ，而分层是其最易 出现的破 坏形式 。 本文作为整体 复合材料结构分层特 性研究综述 的第一部 分 ，重点介绍界 面断裂力学和应力分析方 法。论文首先 对复合材料 失效和分层研究进 行了简要 的回顾 ，然 后详细介绍 了界面 断裂 力学发展 的历史 、基本 公式和在复合
复合材料的多层结构设计与分析
复合材料的多层结构设计与分析在当今的材料科学领域，复合材料以其优异的性能和广泛的应用而备受关注。
其中，复合材料的多层结构设计更是为满足各种复杂工程需求提供了创新的解决方案。
复合材料的多层结构，简单来说，就是将不同材料、不同性能的层按照特定的顺序和方式组合在一起，以实现单一材料无法达到的综合性能。
这种设计理念的出现，源于对材料性能多样化和高性能化的追求。
多层结构设计的优势众多。
首先，它能够实现性能的优化组合。
例如，一层可以提供高强度，另一层可以提供良好的耐腐蚀性，还有一层可以具备出色的隔热性能。
通过合理的层间设计和排列，使复合材料在不同的环境和工况下都能发挥出最佳性能。
其次，多层结构有助于提高材料的可靠性和稳定性。
当一层出现局部损伤时，其他层可以起到支撑和补偿的作用，从而延长材料的使用寿命。
再者，多层结构还能实现功能的集成。
比如，在航空航天领域，既需要结构材料具备高强度，又需要具备电磁屏蔽等功能，多层结构的设计就能很好地满足这些需求。
在多层结构的设计中，材料的选择至关重要。
常用的复合材料包括纤维增强复合材料、聚合物基复合材料、金属基复合材料等。
纤维增强复合材料，如碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料，因其高强度和高模量而广泛应用。
聚合物基复合材料具有良好的耐腐蚀性和成型性能。
金属基复合材料则在高温和高强度应用中表现出色。
层间结合方式也是多层结构设计的关键因素之一。
常见的结合方式有胶接、焊接、机械连接等。
胶接具有操作简便、成本低的优点，但结合强度相对较低。
焊接能够实现较高的结合强度，但对工艺要求较高。
机械连接则在可拆卸和维修方便方面具有优势，但会增加结构的重量和复杂性。
设计多层结构时，还需要考虑层厚和层数的选择。
层厚过薄可能导致制造难度增加和性能不稳定；层厚过厚则可能影响层间的协同作用。
层数的多少则取决于具体的性能需求和制造工艺的可行性。
此外，环境因素也对多层结构的设计产生重要影响。
不同的工作环境，如高温、低温、潮湿、腐蚀等，要求材料具备相应的耐受能力。
复合材料 调研报告
复合材料调研报告一、调研目的及背景介绍本次调研的目的是了解复合材料在各个领域中的应用情况。
随着科技的不断进步和工业的发展，复合材料逐渐成为替代传统材料的一种优选选择。
通过本次调研，我们希望了解复合材料的特点、应用领域、市场发展情况以及未来的发展趋势，为相关行业提供参考和指导。
二、复合材料的概念及特点2.1 概念复合材料是指由两种或两种以上的材料组合而成，各成分保持着自身的特性并相互作用形成新的材料。
复合材料优于传统材料的一个重要特征是其优异的性能以及与传统材料相比的轻量化和高强度。
2.2 特点复合材料具有以下特点：1. 轻质高强：复合材料的硬度和力学性能优于传统材料，而重量却相对较轻，在航空航天、汽车制造等领域有广泛应用。
2. 耐腐蚀性好：复合材料对化学物质的腐蚀性能较差，可以在恶劣环境下长时间使用。
3. 优异的导热性：根据不同的需求，复合材料可以具有良好的导热性能，可用于散热器等领域。
4. 电绝缘性好：复合材料有优异的绝缘性能，可应用于高电压场合。
5. 外观美观：复合材料可以加工成各种形状和颜色，具有良好的外观表现，可满足不同行业的需求。
3.1 航空航天在航空航天领域，复合材料广泛应用于飞机机身、翼尖、螺旋桨等部件的制造上。
相比于传统金属材料，复合材料具有更高的强度和更轻的重量，有助于减少飞机的燃料消耗，提高机身的耐久性。
3.2 汽车制造在汽车制造行业，复合材料常被用于汽车车身、座椅、车门等部件的制造中。
复合材料能够减轻汽车的整体重量，提高汽车的燃油效率，同时提供更好的安全性能和乘坐舒适度。
3.3 建筑工程在建筑工程领域，复合材料常被应用于墙体材料、屋面材料、隔热材料等的制造。
复合材料具有良好的保温隔热性能和防火性能，能够为建筑物提供更好的节能效果和安全保障。
3.4 电子电器在电子电器领域，复合材料广泛应用于电路板、散热器等部件的制造中。
复合材料具有优异的导热性能和绝缘性能，能够提高电子电器的工作效率和稳定性。
复合材料分层 定义
复合材料分层定义
复合材料分层是一种常见的材料处理技术，通过将不同性质的材料按照一定的规律叠加在一起，形成多层结构，以达到优化材料性能的目的。
这种处理方法广泛应用于各个领域，如航空航天、汽车制造、建筑工程等。
复合材料分层的基本原理是通过不同层次的结构来实现材料的功能分工。
在复合材料中，通常会将具有较高强度和刚度的材料作为外层，以提供较好的耐久性和抗冲击性能。
而内层则可以选择具有较高韧性和延展性的材料，以增加材料的可塑性和韧性。
复合材料分层的优点在于可以充分利用不同材料的优势，弥补各自的不足。
例如，在航空航天领域中，复合材料分层可以将轻质高强度的碳纤维材料与耐高温的陶瓷材料相结合，既保证了材料的轻量化，又提高了材料的耐火性能。
复合材料分层还可以根据具体需求进行设计和优化。
例如，在汽车制造领域中，可以根据车身结构的需要，将复合材料按照不同的形状和厚度进行分层，以提供更好的刚度和减震能力。
尽管复合材料分层在许多领域中都得到了广泛应用，但其制造过程相对复杂，需要高精度的加工设备和技术。
同时，由于不同材料的组合和结构设计的复杂性，复合材料分层的成本也相对较高。
复合材料分层作为一种重要的材料处理技术，具有广泛的应用前景。
通过合理设计和优化材料的分层结构，可以充分发挥材料的优势，提高材料的性能和功能，满足不同领域对材料的需求。
希望随着科技的发展，复合材料分层技术可以得到更好的推广和应用。
织物复合材料分层损伤的原位研究
织物复合材料分层损伤的原位研究织物复合材料分层损伤的原位研究王鹏飞!"王俊勃#袁建畅#郑水蓉$孙永奇#%西北纺织工学院&’院办公室(’机械工程系陕西西安)&**+,-%.’西北工业大学化学工程系陕西西安)&**)(-摘要利用/01和光学显微镜2原位观察在3型动态加载下玻璃布增强45复合材料层板的分层断裂过程6结果表明23型加载下2织物增强复合材料分层裂纹扩展方向随织物结构变化造成分层在正应力和剪应力共同作用下进行2分层微裂纹的萌生主要在交织面或垂直于裂纹扩展方向的纱线束内以纤维的分离和脱粘进行2主裂纹的扩展易于沿平行于裂纹扩展方向的纱线束以纤维的脱粘7断裂和界面脱粘进行6 主题词织物复合材料分层裂纹89:;<=>;=>?@A9B C D E F<9E=<="C" p="">ME9NO C9N G C<"ME9NP>9Q A"R>E9P%&’X Y Z[\]^_[‘a_[b[c[^Y d e^f[b g^/h b^a h^e^h\a Y g Y i j k b l m a/\m m a f b)&**+,-%(’X Y Z[\]^_[^Z a4Y g j[^h\a b h m g n a b o^Z_b[j k b l m a/\m m a f b)&**)(-p Q L=V E S=e\^q m b aY r s^h[b o^Y d[\b__[c t jb_[Yb a o^_[b i m[^[\^t j a m q b h u Z Y h^__^_Y d[\^b a[^Z g m q b a m Z d Z m h v [c Z^Y d[\^i g m__d m r Z b h]Y o^aZ^b a d Y Z h^tu Y g j h m Z r Y a m[^h Y q u Y_b[^_[\Z Y c i\b a v_b[cY r_^Z o m[b Y aY d_u^h b q^ac a t^Z g Y m t b a iq Y t^3r j q^m a_Y d/01m a tY u[b h m g q b h Z Y_h Y u^w e\^Z^_c g[__\Y][\m[[\^Y Z b^a[m[b Y aY d h Z m h xu Z Y u m i m v [b Y aY d b a[^Z g m q b a m Z d Z m h[c Z^o m Z b^_]b[\[\^]Y o^a_[Z c h[c Z^_w‘[Z^_c g[_b a[\^s Y b a[m h[b Y aY d a Y Z q m g_[Z^__m a t _\^m Z_[Z^__Y d q b h Z Y h Z m h xu Z Y u m i m[b Y ac a t^Z g Y m t b a iq Y t^3w e\^q b h Z Y h Z m h xY d t^g m q b a m[b Y ab a b[b m[^_[\Z Y c i\ d b r^Z_^u m Z m[b Y am a tt^r Y a t ba ib ab a[^Z]^m o^d m h^m a t[\Z^m t^a to^Z[b h m g[Yh Z m h xu Z Y u m i m[b Y at b Z^h[b Y a w e\^q m b a h Z m h xm t o m a h^_[\Z Yc i\d b r^Z r Z^m x m i^2d b r^Z t^r Y a t b a im a td b r^Z y q m[Z b fb a[^Z d m h^t^r Y a t b a im g Y a i[\Z^m t^a tu m Z v m g g^g[Yh Z m h xu Z Y u m i m[b Y at b Z^h[b Y a w"引言分层是层合板与层之间的脱胶与分离2是复合材料体系中一个非常重要的行为2国际复合材料界有关分层的研究一直非常活跃z&{,|2与单向层板复合材料相比2织物增强复合材料中纤维是交织的2不同于单向纤维复合材料的正交铺设2使纤维之间连结成有机的整体2其复合材料显示出较强的整体性2但其层间性能仍较差2特别是易分层断裂2如果采用断裂韧度较好的热塑性树脂2则可有效地改善其层间性能6近年来2一些研究者使用扫描电镜%/01-对连续纤维增强的热固性树脂基复合材料的分层萌生演化过程进行直接观察z({}|2而动态研究织物增强热塑性树脂基复合材料分层断裂的细观机理少见!男}(岁副教授学士国家自然科学基金%}~.).&(.-7纺织总会跨世纪人才基金%~).(.*..-和陕西省自然科学基金%~!5(&-资助项目&~~~v*)v&~收到初稿&~~~v&&v&*收到修改稿报导2由于在/01内直接观察受镜膛尺寸的限制2不能全面观察较大试样分层过程相关区域的变化2因此本工作在/01内和光学立体显微镜下观察玻璃纤维织物增强通用热塑性树脂聚碳酸酯%45-复合材料分层断裂的细观机理6#试验部分#w"试样的制备将裁好的0"&!*缎纹0v玻璃布%#$v}}*处理剂-和5$,.*&45薄膜在&&*%5的干燥箱中烘干(\脱水后2将玻璃布按*%y~*%交替铺(+层2每层玻璃布间铺(层45薄膜2纤维体积含量约}*&2试样一端中间埋宽}*q q7厚*w*(}q q的聚四氟乙烯薄膜作为预制裂纹2铺好的备料放入热压模中2在/’v+}压力成型机上热压成型2热压好的层板切成双悬臂梁试样%(5)-%&**q q*+w,q q*(q q简称(5)&和.*q q*+w,q q*}q q简称(5)(-6#w#试验方法(w(w&光镜原位观察+}+第(+卷第.期(***年!月机械工程材料1m[^Z b m g_d Y Z1^h\m a b h m g0a i b a^^Z b a i,Y g w(+X Y w.-c a w(***万方数据。
复合材料的结构与性能研究
复合材料的结构与性能研究复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的结构材料，通常包括增强材料和基体材料。
增强材料通常是纤维、颗粒或颗粒增强剂，可以提高材料的强度、刚度和易损性。
基体材料则为纳米陶瓷、树脂、塑料或金属，可以提供支持和损伤容忍力。
复合材料可以根据材料性质、制备方法或结构形态分类。
其中最常见的是纤维增强复合材料（FRC），其结构由纤维和基体两部分构成。
通过改变纤维和基体的材料属性和体积比例，可以调整材料的力学性能、导热性、耐腐蚀性等特性。
而对于颗粒增强复合材料或颗粒增强剂，一般来说通过添加增强材料，可以提高材料的硬度和耐磨性。
在近年来，一些复合材料的结构和性能的研究被广泛关注。
其中一个关键的结构参数就是纤维构成和排布。
纤维长度、直径、数量和排列方式可以影响材料的强度、刚度、韧性和损伤容忍度。
不同类型的纤维还可以通过特殊的加工方法制备出特定形状的材料，如复合材料板材、管材等。
此外，基体材料的选择也很重要。
目前常用的基体材料有树脂、陶瓷、金属等。
树脂基体材料具有耐化学腐蚀性和可挠曲性的优点，可以在航空航天、汽车制造、医疗等领域得到广泛应用。
陶瓷基体材料则具有高温稳定性和抗磨损性，可以在热力学和电子工业中得到应用。
金属基体材料因其强度和导电性被广泛应用于建筑、地质工程和电子信息领域。
在材料生产中，还有一些关键的技术和设备被广泛应用，例如制备过程中的压缩、固化、热处理等。
其中，固化是复合材料生产过程的重要步骤之一。
目前包括热固性树脂和热塑性树脂在内的众多材料都有效地通过固态化过程进行。
其它的制备技术还包括原材料预处理、增强材料纺织、表面处理和模具设计等。
最后，复合材料的应用也是非常广泛的。
在航空航天、航运、汽车制造、海洋工程、医疗等领域，复合材料的应用越来越广泛。
随着技术的不断进步，复合材料的结构和性能的研究将继续深入下去，推动更广泛、高性能、经济、绿色的复合材料的开发与应用。
轻化工程中的多层复合材料研究
轻化工程中的多层复合材料研究在当今科技迅速发展的时代，材料科学领域的创新不断推动着各个行业的进步。
轻化工程作为一个重要的学科领域，对于多层复合材料的研究愈发深入和广泛。
多层复合材料以其独特的性能和结构优势，在众多领域展现出了巨大的应用潜力。
多层复合材料，顾名思义，是由多层不同材料组合而成的一种新型材料。
这些材料在性能、结构和功能上相互补充、协同作用，从而赋予了多层复合材料出色的综合性能。
与传统单一材料相比，多层复合材料具有更高的强度、更好的耐腐蚀性、更优异的隔热和隔音性能等。
在轻化工程中，多层复合材料的应用十分广泛。
以纺织行业为例，多层复合材料被用于制造高性能的功能性纺织品。
比如，具有防水透气功能的户外运动服装，其面料通常由多层不同材质的织物复合而成。
外层可能是耐磨、防风、防水的聚酯纤维或尼龙材料，中间层可能是具有透气和保暖功能的聚氨酯薄膜，内层则是柔软、吸汗的棉质或合成纤维。
这种多层复合的结构使得服装既能在恶劣的户外环境中为人体提供有效的保护，又能保持良好的穿着舒适性。
在包装领域，多层复合材料也发挥着重要作用。
食品包装往往需要具备阻隔氧气、湿气、异味等功能，同时还要满足轻量化、易加工和环保的要求。
通过将不同性质的塑料、纸张、金属箔等材料进行多层复合，可以设计出满足各种需求的包装材料。
例如，常见的薯片包装袋，通常由多层塑料薄膜和铝箔复合而成，外层塑料提供机械强度和印刷性能，铝箔则起到良好的阻隔作用，内层塑料保证与食品接触的安全性。
然而，多层复合材料的制备并非易事。
不同材料之间的界面相容性是一个关键问题。
如果界面结合不良，会导致复合材料的性能下降，甚至在使用过程中出现分层、开裂等现象。
为了解决这一问题，研究人员采用了多种方法，如对材料表面进行处理、添加相容剂、优化复合工艺等。
材料表面处理是改善界面相容性的常用手段之一。
通过化学处理、等离子体处理或物理打磨等方法，可以改变材料表面的化学组成和微观结构，增加表面能，从而提高与其他材料的结合力。
复合材料结构的研究与应用
复合材料结构的研究与应用一、引言复合材料自20世纪50年代以来，就成为材料科学领域的一个重要研究课题。
与传统单一材料相比，复合材料不仅具有良好的力学性能，而且还具有较低的重量和高的强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性。
因此，在汽车、航空、航天等领域得到广泛应用。
本文主要针对复合材料结构的研究与应用进行阐述。
二、复合材料结构的分类复合材料结构一般按照材料的共同性分为两类：层合板结构和增强筋结构。
1. 层合板结构层合板结构是由多个薄板层叠而成的复合材料结构，其主要特点是板层数量较多，板厚一般较小。
层合板结构的优点在于可以通过不同材料的层叠组合产生容易满足多种需要的结构。
例如，可以选择在表面材料上使用高强度的碳纤维，中间层使用高刚度的玻璃纤维，内层则使用具有降温性能的泡沫材料，从而实现结构的多样性，并输出满足各种要求的结构。
2. 增强筋结构增强筋结构是一种类似于梁结构的复合材料结构。
其特点是横截面上含有一个或多个增强材料，以承受受力部位的应力。
增强筋通常由纤维增强材料制成。
增强筋结构的主要优点在于其结构设计的简单性、容易实现和性价比高。
三、复合材料结构的应用1. 汽车复合材料在汽车工业中有着广泛的应用。
汽车各部件中，由于需要承受大量应力的部位一般采用对耐高温、耐磨、耐腐蚀等方面性能要求比较高的复合材料。
目前，在发动机舱的盖板、前挡板、进气道、底板等结构上大量应用了复合材料材料，旨在提高汽车的强度和耐用性，在不增加整车重量和油耗的情况下，降低车身磨损和碰撞发生时的损坏程度。
2. 航空复合材料在航空领域有着重要的应用价值。
它的优点在于重量轻、强度高、耐用性好和防腐蚀等方面性能稳定。
复合材料可用于制造飞机的主要部件、如机身、机翼、垂尾和起落架等，以及小型飞机和飞行器情况下的重要部件。
3. 航天在航天领域，复合材料的应用同样非常重要。
使用复合材料可以制造轻量化、高强度的太空器和卫星设备，降低了运输成本。
如美国航空航天局使用复合材料制造了深空探测车，可以突破现有航天器的重量限制。
复合材料的界面及复合原则(谷风教育)
教育课资
(3)颗粒的数量一般大于20％。数量 太少，达不到最佳的强化效果。
(4)颗粒与基体之间应有一定的粘结 作用。
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教育课资
2．纤维增强复合材料的原则
(1)纤维的强度和模量都要高于基体，即 纤维应具有高模量和高强度，因为除个别情 况外，在多数情况下承载主要是靠增强纤维。
(2)纤维与基体之间要有一定的粘结作用， 两者之间结合要保证所受的力通过界面传递 给纤维。
纤维直径越细，则缺陷越小，纤维强度也 越高；
连续纤维的增强作用大大高于短纤维，不 连续短纤维的长度必须大于一定的长度(一般是 长径比＞5)才能显示出明显的增强效果。
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教育课资
二、制备方法的选择
材料组元选择后，就要考虑所采用的 复合工艺路线，即具体的制备方法。
制备方法的选择主要应考虑以下四个 方面：
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教育课资
(1)所选的工艺方法对材料组元的损伤 最小，尤其是纤维或晶须掺入基体之中时， 一些机械的混合方法往往造成纤维或晶须 的损伤；
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教育课资
(2)能使任何形式的增强材料(纤维、颗 粒、晶须)均匀分布或按预设计要求规则排列；
(3)使最终形成的复合材料在性能上达到 充分发挥各组元的作用，即达到扬长避短， 而且各组元仍保留着固有的特性。
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教育课资
界面上产生的这些效应，是任何一种单 体材料所没有的特性，它对复合材料具有重 要作用。
例如在粒子弥散强化金属中，微形粒子 阻止晶格位错，从而提高复合材料强度；
在纤维增强塑料中，纤维与基体界面阻 止裂纹进一步扩展等。
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教育课资
因而在任何复合材料中，界面和改善界 面性能的表面处理方法是关于这种复合材料 是否有使用价值、能否推广使用的一个极重 要的问题。
层状金属复合材料的研究
金属复合材料是由两种或两种以上金属经复 合而形成的一种新型材料由于其工艺的先进 性和材料本身的技术特性，具有以下优点：
价格上的优越性 良好的综合性能 解决了材料可焊性问题 具有良好的成形性能及外观质 量
部分层状金属复合功能材料
金属复合材料具有良好的综合技术性能及其 优越的性价比，广泛应用于电子信息，计算 机，汽车，航空航天，医疗设备等领域
层状金属复合材料加工方法分类：
传统制备方法
轧制复合：轧制复合法是借助大的压下量SLN 两层或多层金属和合金，依靠原子间金属键的 相互吸引力而使组元层结合起来的一种复合技 术 爆炸复合：通过强大的爆力作用实现不同金 属原子的紧密结合，通过金属键形成牢固的焊 接界面，实现基层和复层牢固的冶金结合 爆炸加轧制复合：先用爆炸复合制备较厚的复 合板坯，再采用热轧或冷轧工艺轧制所需厚度 的复合板
制备方法示意图（2）
制备方法示意图（3）
复合机理（1）
固相压力复合：如爆炸复合、轧制复合、挤压 复合等。爆炸复合是通过界面直接粘着区和交 替存在的金属熔化薄层(4～5肿)快速凝结起来 的。轧制复合、挤压复合，根据粘结能量学， 金属原子间的相互吸引，必须克服一定的能量 限。当两个金属多晶表面接触并受压时，由于 多晶体取向的统计分布性，某些晶体学取向偶 然吻合；或由于能量起伏，在高能处突破能量 限形成金属键，产生了点结合。此外，固相 复合机理的解释，还有再结晶、扩散机制。
制备方法示意图（1)
新型制备方法
反向凝固法：反向凝固法利用冷轧或热轧带作为母带以一 定的速度从凝固器内的金属液中穿过，金属液在母带表面 凝固形成新生相，形成了一定厚度的铸带 浇铸复合法：将基板置于盛有金属液的铸模中，液态金属 凝固后形成复合板坯，然后对此板坯进行轧制获得复合板 液一固相铸轧复合技术：将液态金属连续浇铸在基带上， 使液态金属在半凝固状态与固态基带同时进入轧机进行加 工变形，以实现基材与复材良好的冶金结合 喷射沉积复合技术：向带基上喷射雾状金属液，每个雾化 液滴高速率凝固和随后高速固态冷却以及液滴的撞击作用 使其形成细的、无宏观偏析、等轴的沉积显微组织
层状复合材料范文
层状复合材料范文层状复合材料是指由两个或多个不同材料按照一定的顺序和搭接方式组合而成的复合结构材料。
它融合了各种材料的优点，具备了优异的力学性能、物理性能和化学性能，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑结构、电子设备等领域。
层状复合材料的制备方法主要有层叠、纺织和注塑等。
层叠是指将基体和增强体按一定层次堆叠，形成一个整体结构。
纺织是利用纺织工艺将纤维增强体编织或织造成片或坯料，然后与基体连接。
注塑是将增强体和基体材料混合后，通过注射成型制备出复合材料。
1.强度和刚度高：由于增强体的存在，层状复合材料的强度和刚度远高于单一材料。
在同等重量的情况下，层状复合材料比金属材料更轻，但却拥有更好的强度和刚度。
这使得层状复合材料成为制造航空航天器和汽车等重要结构组件的理想选择。
2.热膨胀系数低：层状复合材料的增强体和基体之间具有较小的热膨胀系数差异，这使得复合材料在高温和低温环境下的性能稳定性更好。
相比于金属材料，层状复合材料更适合应用于高温和低温条件下的工程。
3.耐腐蚀性好：不同材料的组合使层状复合材料具有优异的耐腐蚀性能。
在恶劣的环境中，如酸碱溶液、盐水等腐蚀介质下，层状复合材料表现出良好的耐蚀性和长期使用寿命。
4.抗疲劳性能好：层状复合材料的疲劳强度远高于金属材料，具有出色的抗疲劳性能。
这使得层状复合材料在长时间应力变化和振动条件下能够保持结构的完整性和性能。
尽管层状复合材料具有许多优点，但是其制造过程较为复杂，成本较高。
此外，复合材料的断裂韧性相对较低，容易发生层间剥离和微裂纹的产生。
因此，对于层状复合材料的设计、制造和使用，都需要仔细考虑其特性和应用环境。
总之，层状复合材料以其独特的结构和优良的性能，在各个领域都具备广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，层状复合材料的制备方法和性能将得到更大的提升，为未来的材料科学和工程领域带来更多的创新和发展。
《复合材料多向铺层板的分层扩展行为研究》论文摘要编写
《复合材料多向铺层板的分层扩展行为研究》论文摘要编写关键词：复合材料;层间断裂韧度;分层;疲劳;多向铺层板先进碳纤维/树脂基复合材料由于其具有较高的比强度和比刚度，以及刚度可设计等优点，在飞机结构中得到越来越多的应用，并由次要承力结构逐渐向主承力结构转变。
为了保障结构安全，随着对结构承载能力要求的日益提高，复合材料的损伤容限等设计方法也在不断地发展。
由于较弱的层间性能，分层损伤成为复合材料层合板结构损伤容限设计与分析关注的重点。
而对复杂层合板结构进行分层扩展分析的前提是掌握复合材料的基本层间性能，如断裂韧度，疲劳分层扩展速率与门槛值等。
虽然目前对这方面进行了大量地研究，但仍然存在许多不足。
为了满足工程应用的要求，需要对不同铺层界面、不同载荷条件下复合材料的分层扩展规律展开进一步的研究。
论文针对T700/9511复合材料的4种铺层试样，研究了其在不同I/II型混合比下分层扩展规律。
在理论分析和试验结果的基础上，进一步提出了适用于多向铺层板的试验数据处理方法、疲劳分层扩展速率和门槛值参量的评估方法。
论文在以下几个方面开展研究工作，并取得了具有一定工程应用价值的创新性研究成果： 1）修正了试样刚度变化时断裂韧度的试验数据处理方法。
理论分析表明，纤维桥接的产生可能会增大试验件的弯曲刚度。
采用现有的数据处理会得到偏大的分层长度修正因子χI，并最终计算得到高于真实值的层间断裂韧度。
针对这一问题，论文提出排除桥接显著影响区内数据的χI计算方法，修正了试验件弯曲刚度变化对断裂韧度测量值的影响，并通过试验验证了这一方法的可靠性。
2）建立了存在“阻力曲线”作用时描述复合材料疲劳分层扩展行为的速率与门槛值模型。
分析表明，复合材料的疲劳分层扩展会受到“阻力曲线”作用的影响，使得传统的速率模型与门槛值参量不再适用。
论文在理论分析的基础上，引入疲劳分层扩展阻力（Gcf）用于表述复合材料产生疲劳分层扩展时所需的能量，并进一步提出了以归一化应变能释放率为控制参量的疲劳分层扩展速率模型（修正Paris公式）与门槛值参量。
复合材料结构铺层细节设计探讨
复合材料结构铺层细节设计探讨文章简单介绍了复合材料铺层设计中对铺层顺序的细节设计时应注意的事项。
重点对铺层角的均衡性、同一铺层方向的数量、铺层的对称性、铺层角的分布和偏差、铺层过渡区作了介绍。
标签：复合材料；铺层设计；结构1 概述先进复合材料具有重量轻、比强度高、比刚度高、可设计性强、抗疲劳断裂性能好、耐腐蚀、尺寸稳定性好以及便于大面积整体成形等优点，在同等结构情况下比金属结构节省重量可高达40%，大大提高了燃油效率，改善了飛机整体性能。
进入21世纪后，复合材料结构因为其以上优点越来越多的被用于航空航天飞行器上。
波音公司的B787飞机复合材料用量超过机体结构重量的50%，空客公司的A350XWB飞机复合材料用量占机体结构重量的比例已达到53%。
我国正在研制的C919飞机也大量使用了复合材料，中航通飞公司在研的领航150轻型公务机机体结构全部采用复合材料。
复合材料结构的大量应用，要求我们提高对复合材料结构设计的认识，避免出现一些低级设计错误。
2 铺放顺序的细节设计合理设计纤维铺层角度，可优化局部部件的力学性能及其它性能。
目前航空领域最常用的铺设角度为0°、45°、90°、135°。
如果铺层角度铺放的不合理，会造成飞机研制重量和成本的增加，复合材料的优势也体现不出来。
这里重点介绍一下层压板的铺贴：2.1 铺层角的均衡性。
为了减少复合材料部件固化过程中产生的残余应力以及翘曲变形，层压板的铺层在承载方向应该是均衡的。
例如对于一个+α°角的铺层，应存在一个-α°的铺层与之对应。
表1 铺层角的均衡性2.2 同一铺层方向的数量要求。
为了抵制泊松效应，层压板中同方向的铺层数推荐值在8%～%67之间，如果由于特殊需要，层压板的铺层全部为45°/135°，这将是例外情况。
但上面出现的情况应该符合应力准则以及相应的生产制造规范。
2.3 铺层的对称性。
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复合材料的分层缺陷
引言
目前被广泛用于飞机承力构件的纤维增强树脂基复合材料（CFRP）主要是层合板与层合结构。
在层合板的制造过程中，常由于许多不确定的因素，使复合材料结构发生分层、孔隙、气孔等等不同形式的缺陷；同时，复合材料层合板在装配与服役过程中所受到低能冲击很容易引发各种形式的损伤。
由于增强纤维铺设方向的不一致常导致铺层间刚度的不匹配，引发较高的层间应力，而层间应力的主要传递介质是较弱的树脂基体，因此对于复合材料层合板，分层是其主要的损伤形式。
有报导统计，复合材料层合板在加工、装配和使用过程中产生的分层损伤，占缺陷件的50%以上[1]。
分层常存在于结构内部，无法根据表面状态检测出来，并且分层的存在极大地降低了结构的刚度，特别在压缩载荷作用下，由于发生局部屈曲而导致分层扩展，使结构在低于其压缩强度时发生破坏。
在飞机研制与制造过程中，复合材料层合板的分层损伤问题一直是难以解决的结构问题之一，也是影响CFRP 在结构组分中应用的主要限制因素。
因此，如何充分地结合试验测试，利用数值模拟的方法评估分层的许和容限，成为决定飞机结构综合性能的亟待解决的关键问题。
1.1分层产生的原因
Pagano 和Schoeppner [2] 根据复合材料构件的形状，将分层产生的原因分为两类。
第一类为曲率构件，工程中常见的曲率构件包括扇形体、管状结构、圆柱形结构、球形结构和压力容器等；第二类为变厚度截面，工程中常见于薄层板与补强件连接区域、自由边界处、粘合连接处及螺栓接合处等。
在上述结构件中，临近的两铺层极易在法向和剪切向应力作用下发生脱胶和形成层间裂纹。
以外，温湿效应、层板制备和服役状态等亦是分层产生的原因。
由于纤维与树脂的热膨胀系数以及吸湿率均存在差异，因此，不同铺层易在固化过程产生不同程度的收缩并在吸收湿气后产生不同程度的膨胀，不同程度的收缩与膨胀所产
生的剩余压力是导致分层的源头之一[3，4] 。
在层合板的制备过程中，由于手工铺设质量具有分散性，极易形成富树脂区，进而引发树脂固化时铺层间的收缩程度差异，使层间具有较低的力学特性，极易形成分层[5，6] 。
在服役过程中，低速冲击所产生的横向集中力是层合板结构形成分层的重要原因之一。
冲击引发的临近铺层间的内部损伤、层合板制造过程中工具的掉落、复合材料部件的组装及维修以及军用飞机及结构的弹道冲击等均会引发层间分层。
1.2 分层的种类
Bolotin [5，6] 将分层分为内部分层（Internal delaminations）和浅表分层（Near-surface delaminations）两类。
其中，内部分层源自层合板的内部铺层，由于树脂裂纹和铺层界面间相互作用而形成，它的存在会降低结构件的承载能力。
特别是在压缩载荷作用下，层合板的弯曲行为受到严重影响（如图1）。
虽然分层将层合板分为两个部分，但是由于两个子层板变形间的相互作用，层合板呈现相似的偏转状态，发生整体屈曲。
图1 内部分层及对结构稳定性的影响
浅表分层产生于层合板接近表面的浅层位置，呈现出比内部分层更为复杂的分层行为。
分层区域的变形受到厚子板的影响相对更小，浅表处的分层部分并不一定受较厚的子板的牵制而变形，因此对于浅表分层，不仅需要考虑浅表分层的扩展，还需要考虑分层子板的局部稳定性。
根据载荷形式及分层状态可将浅表分层分为如图2所示的种类。
图2 浅表分层的种类
在分层产生后，内部分层和浅表分层在静承载和疲劳载荷作用下可能发生分层扩展，层合板的强度和稳定性明显下降。
确定分层缺陷的形式对复合材料结构的完整性是十分层重要的。
1.3分层的微观结构
在微观尺度下，层间裂纹扩展后将在裂纹前缘形成损伤区域。
根据树脂的韧性和应力水平（I 型，II 型，III 型和混合型，如图 3 所示），损伤区域的尺寸和形状呈现不同的状态。
剪切载荷下裂纹尖端应力场的衰减较缓慢，因此II型和III 型裂纹尖端的损伤区域比I 型区域广。
此外，受树脂基体的影响，脆性与韧性树脂基体的损伤状态具有明显的区别。
在脆性树脂体系下，I 型裂纹尖端的损伤区域会发生微裂纹的合并和生长以及纤维—树脂间的脱胶现象，上述现象都会诱发裂纹前进，其中，脱胶行为的发生常伴随着纤维桥接和纤维断裂现象的发生。
而对于剪切模式的II 型和III型分层，裂纹前缘处的微裂纹发生合并的现象，并与铺层角度呈45°方向扩展，直至到达富树脂区域。
界面处微裂纹的合并在纤维间的树脂区域呈现锯齿状，如图4所示。
而对于韧性材料体系，裂纹前缘的塑性变形推进裂纹扩展，呈现出韧性断裂并伴随层间脱层现象的发生[7]。
图3 I 型、II 型和III型裂纹拓展模式
图4 层间II 型分层的扩展模式：（a）裂纹尖端处微裂纹的形成；（b）微裂纹的生长及张开；（c）微裂纹的合并及剪切尖端的形成
2 准静态下分层行为预测方法
分层力学由前苏联的固体物理学家Obreimoff (1894-1981)最先着手研究，1930 年，他在题名“The Splitting Strength of Mica”[8]的论文中详细讨论了层间断裂韧性并研究了在剪切力作用下云母试样的分层现象。
时至今日，分层的力学问题在吸引重多科研工作者兴趣的同时，已取得了突出的成果，分层行为的预测方法发展成为强度理论方法、断裂力学方法和损伤力学方法等三类。
2.1 强度理论方法
强度理论方法是研究分层问题的传统方法，是以结构或材料抵抗损伤发生的能力为基础，通过将材料内部的节点应力与界面强度的大小进行比较来判断界面是否发生分层。
该预测分层损伤的方法由Whitney 等[9]首先提出；在进一步应用平均应力准则的基础上，Kim 等[11]对受拉、压载荷作用下的层合板的分层产生时的临界载荷值进行了预测。
但是由于不连续铺层端部易出现应力奇异，应力准则方法高度依赖网格尺寸；且由于平均应力准则或点应力准则都引入了特征长度的概念，而特征长度并没有很强的理论基础，使该方法不能够准确地预测
分层扩展行为[12]。
2.2 线弹性断裂力学方法
断裂力学方法通过计算裂纹尖端应力场与裂纹尖端张开位移来评价界面的损伤状态。
在忽略材料非线性的前提下，可以采用线弹性断裂力学方法（LEFM）有效地预测分层扩展状态，该方法的核心内容为裂纹尖端能量释放率的计算。
计算应变能释放率的常用方法包括虚裂纹扩展技术（VCCT）、J 积分、虚裂纹扩张和刚度微分方法等，通过比较应变能释放率分量的组合式与某临界值间的关系，可以对分层的状态进行预测。
2.3 损伤力学方法
损伤力学方法是通过引入微缺陷/ 微裂纹的面积等形式的损伤变量来预测界面处分层状态，相比断裂力学方法，该方法不仅可以预测已存在裂纹的扩展状态，更重要的是，可以预测新裂纹的产生。
以内聚力理论为基础，该方法考虑了复合材料基体与增强相间以化学反应的形式生成的一层界面物质层，以界面参数的形式，充分地反映了界面物质层的模量、强度和韧性等材料参数。
内聚力裂纹模型由Dugdale [13]和Barenblatt [14]首次提出：材料在屈服应力的作用下，会在裂纹前缘形成薄的塑性区域，在该区域范围内的裂纹表面有应力作用，此作用力为“内聚力”；而与之相对的裂纹表面不受任何应力作用的区域为断裂区（如图5所示）。
图5 内聚力模型
虽然内聚力模型属于局部损伤模型[15]，对网格具有依赖性，但由于其支持网格间的相互独立，因此可以方便地实现网格的充分细化，达到准确计算的目的。
采用内聚力模型方法可以同时预测分层的产生和扩展，可以同时完成损伤容
限和强度分析。