徐浩
,
陈浩然
,
任明法
复合材料学报
为了解决含有橡胶材料的界面断裂问题,提出了一种改进的虚裂纹闭合技术,该技术采用逐步线性化的方法,同时考虑了材料非线性与几何非线性的影响.首先,计算了双裂纹橡胶试件裂纹尖端的能量释放率,通过与已有文献的比较,可知所提出的改进的虚裂纹闭合技术是可靠、有效的.其次,对含有橡胶夹层的SLB模型进行了研究,通过计算分层前缘能量释放率Ⅰ型、Ⅱ型分量,和其与总能量释放率的比值,可知橡胶材料的引入使结构的能晕释放率总量增大,Ⅱ型分量的比例明显增大.在多材料体系连接结构的断裂分析中,计算了不同分层位置下裂纹的能量释放率,并考虑了外层纤维缠绕层尺寸变化对能量释放率的影响.最后,提出了相应的多材料体系构件的断裂准则.
关键词:
改进的虚裂纹闭合技术
,
多相材料连结构件
,
界面断裂
,
能量释放率
,
有限元
李彪
,
李亚智
,
刘向东
,
苏杰
复合材料学报
提出了一种由刚性元和零厚度的内聚力单元组合而成的新型界面单元,该界面单元嵌在板壳结构界面之间,可用来模拟界面损伤的起始和演化,能考虑板壳的平动和转动对分层损伤的作用.该界面单元具有有限厚度,八个结点,每个结点有五个自由度,通过刚性元将板壳单元结点的位移和结点力转换到内部零厚度的内聚力单元上,界面损伤通过内聚力单元的损伤演化体现出来.采用板壳单元和新型界面单元建立有限元模型,对混合弯曲(MMB)试验和双悬臂梁(DCB)弯曲试验进行了计算模拟,计算结果能很好地模拟结构的界面损伤过程.相比传统的用内聚力单元和三维实体单元组成的模型,建模方便,在精度相当的前提下,可以使单元尺寸增大一倍,减少裂尖内聚力区域(cohesive zone)内的单元数量,缩小计算规模,提高计算效率.
关键词:
板壳结构
,
界面单元
,
界面断裂
,
内聚力模型
,
复合材料层合板
安涛
,
邓晓芳
,
王丽丽
,
宋立军
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.10.044
利用磁控溅射方法在Si(111)衬底上制备了厚度为1μm 的非晶 SiNx 薄膜，采用纳米压痕方法研究了薄膜的变形和断裂行为.傅立叶变换红外光谱显示实验获得了较为纯净的 SiNx 薄膜.SiNx 薄膜在纳米压痕下呈现出放射状的脆性断裂特征，随着压入深度的增大，放射状裂纹的长度逐渐增加.最大压入深度达到1500 nm时，薄膜和衬底间出现了扇形的界面断裂，并且这一界面断裂是在卸载过程中发生的.到最大压入深度达到2500 nm时，原位原子力显微镜照片可以清晰的观察到界面断裂及放射状裂纹.界面断裂韧性计算结果表明， SiNx 薄膜和Si(111)衬底间易形成脆性较大的共价结构界面，这是其界面断裂韧性较小的原因.
关键词:
SiNx 薄膜
,
纳米压痕
,
脆性断裂
,
界面断裂
