基于内聚力模型的单胞颗粒复合材料损伤行为研究

基于材料的细观结构等效颗粒相、基体相以及界面相,采用非线性有限元软件建立了复合材料的三相单胞模型,模拟了界面从出现初始损伤到裂纹完全扩展、界面脱粘的全过程。借助数值模拟,探讨了界面初始线性模量、界面结合强度和界面能量释放率对材料损伤演化规律的影响。结果表明,当载荷较小时,界面完好结合,可以起到在颗粒与基体间很好地传递应力的作用;当载荷达到界面的最大应力时,界面无法继续承载,开始出现初始损伤;当载荷继续增大时,界面承载能力下降,界面进入损伤扩展阶段直至界面应力为零,界面完全脱粘失效。在静水拉力的作用下,当界面能量释放率较大时,界面发生完全脱粘所需的分离位移也随之增加,脱粘的时间较晚。

Damage Behavior of Single Cell Composite Material Based on the Cohesive Model