先进复合材料细观力学行为的两尺度实验与数值分析

分别在宏观试件尺度和细观纤维尺度上，采用（显微）数字图像相关法与有限元结合方法，测量热塑性聚合物基复合材料AS4/PEEK层合板的宏观弹塑性变形、基体裂纹、分层等损伤行为，并在位测量层间和损伤区局部纤维尺度的纤维基体界面附近的细观弹塑性变形和脱粘损伤行为。采用有限元细观子模型方法，计算该层合板宏观三维各向异性弹塑性变形，建立含纤维和基体两相的细观弹塑性有限元子模型，在纤维尺度计算纤维基体界面附近的细观弹塑性变形；细观弹塑性子模型的边界条件传递误差，用实验得到的细观变形场和有限元的误差估计理论进行评价和修正。用上述两尺度宏细观实验和数值方法，研究该层合板在不同的加载方式下的层间弹塑性变形、基体裂纹、分层等损伤萌生和扩展现象；对该层合板的搭接头和圆孔缺口的应力集中、损伤和破坏行为进行两尺度的试验和计算研究。为这类热塑性复合材料损伤的进一步理论分析和优化设计提供可靠的实验和数值分析数据。