计及界面层的单向纤维复合材料力学特性研究

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１细观力学模型
考虑纤维在基体中为正方形阵列分布，型如模图１所示．１７朱颐龄提出的估算单向纤维复与９３年
合材料弹性常数的细观力学回字模型相比较，本文的模型在纤维与基体之间增加了一层界面层．
Ｘｉ，ＨＮｎ１ＵＨｕＺＡＧＷａ．．ｉ，ＸｅｕＵｕ．ＵＹ－ｎ，ＳＮＫｎｊ
（．ｃｏｌｆｉｌｎｉｅｎ，ｉｊｎｅｓｙＴａｊ００２Ｃｉ；１ＳｈｏｏｖｇｅｒｇＴａｉＵｉｒｔ，ｉｉ３０７，ｈｎＣｉＥｎｉｎｎｖｉｎｎａ
ＢＥ，ａｄｃｍｐｒｄｗｉｈｘｅｉｎａｅｕｔ．ｔｐｏｅｈｔｔｅｎｗｒｕａｉｒｃｕａｅｔａｔｅｏｕａ．／ｎｏａｅｔｔｅｅｐｒｍｅｔｒｓｌＩｒｖｄｔａｈｅｆｍｌｓｍｏｅａｃｒｔｈｏｈｒｆｒｌｈｌｓｏｎｍｓＫｅｒｓｏｏｉｔｒｌ；ｉｔｒａｅｌｙｒｙｗｏｄ：ｃｍｐｓｔｍａｅａｓｎｅｆｃａｅ；ｍｅｈｎｃｌｐｏｅｔｓｅｉｃａｉａｒｐｒｉｅ
如何根据组分材料的力学性能和几何关系，预测单向纤维复合材料的力学性能，复合材料力学是
的基本研究课题．多学者从不同的角度出发，出许提了不同的力学分析模型，由于采用的模型和假设不
百度文库
在必然会影响复合材料的宏观力学性能，因此在估算复合材料弹性模量时，必须考虑界面层的影响Ｊ为．
第２８卷第３期２１０２年６月
天
津
理
工
大
学
学
报
Ｖ０．Ｎｏ．Ｉ２８３
Ｊ０ＵＲＮＡＬＩｏＦＴＡＮＪＮＩＵＮＩＶＥＲＳＴＹＥＣＨＮｏＬｏＧＹＩｏＦＴ
Ｊｎ２ｌｕ．０２
文章编号：６３０５２１）３０１ —６１７ —９Ｘ（０２０ —０８０
计及界面层的单向纤维复合材料力学特性研究
徐慧，张万里，徐业峻孙琨，
（．１天津大学建筑工程学院，天津３０７；．００２２中海油能源发展股份有限公司采油服务公司，天津３０５）０４７
摘
要：本文计及界面层对单向纤维复合材料力学特性的影响，改进了朱颐龄提出的细观回字模型，出新的单向提
ｕｕｏｎｉｅｉｈｆｅｔｏｅｆｃｓｌｓｃｓｄｒｎｇｔｅｅｃｆｉｒａｅ．Ｔｈｅａｈｒｏｎｔｕｔｏｃｍｐｕｅｈ、ＴｆｓｖｒｂｒｖｌｓｔｄｔｅＥＴＧＬｏｅｅａｆｅｏｕｍｅｃｎｔｎｆＧ／、ＥｎｄｌｉｏｅｔｏＥＣ／ａ
纤维复合材料Ｅ、ＬＴＧＴ估算公式．将本文估算公式结果与现有常用估算公式及国内外已发表的玻璃／环氧、环氧、碳／硼／环氧复合材料的ＥＧＴ试验结果进行比较，Ｔ、Ｌ表明：本文给出的估算公式对单向纤维复合材料力学特性估算值与
试验结果吻合度更高．
２ＣＯＣＥｅｙＴｃｎｌｇｎｅｉｅＯｌｒｕｔｎＳｒｉｓＣ．Ｔａｊ０４７Ｃｉａ．ＮＯｎｒｅｈｏｏｙａｄＳｒｃｓｉＰｏｃｏｅｃｏ，ｉｉ３０５，ｈ）ｇｖｄｉｖｅｎｎｎ
Ａｂｔａｔｅｅ — ｍｐｒａｒｌａｅｎＺｕＳｍｏｅｓｐｅｅｔｄｆｒｃｍｐｔｎｎｄｒｃｉｎｌｂｒｅａｔｄ — ｓｒｃ：Ａｎｗｓｍｉｅｉｃｌｏｍｕａｂｓｄｏｈｄｌｉｆｗａｒｓｎｅｏｕｉｇｕｉｉｔａ — ｅｌｉｍｏｏｅｏｉｆｓｃ
此，本文计及界面层的结构、厚度及性能，对朱颐龄的
回字模型加以改进，出新的Ｅ估算公式．提Ｇ
同，所得到的弹性常数估算公式各不相同，预测结其果各有差异．目前提出的估算公式对于纤维方向的
弹性模量Ｅ（＝Ｅ＋ＥＶ和主泊松比ｍ）
关键词：复合材料；界面层；复合材料力学
中图分类号：Ｂ３Ｔ３４文献标识码：Ａｄｉ１．９９ｊｉｎ１７－９Ｘ２１．３Ｏ６ｏ：０３６／．ｓ．６３０５．０２０．Ｏｓ
Ｒｅｅｒｈｎｔｅｍｅｈａｉａｏｅｔｅｆｕｎｄｒｃｉｎａｂｒｓａｃｏｈｃｎｃｌｐｒｐｒｉｓｏｉｉｅｔｏｌｆｅｉｃｍｐｓｔａｅｉｌｃｎｓｄｒｎｇｔｅｉｅｆｃｏｏｉｅｍｔｒａｏｉｅｉｈｎｔｒａｅ
（＝＋，