夹芯复合材料界面裂纹动态起裂和扩展机理的跨尺度研究

基于动态冲击实验、高速图像处理和电镜技术等宏、细观观测手段，对夹芯复合材料的面板和芯体间界面裂纹的动态起裂和扩展过程进行分析研究；应用细观损伤力学理论，建立起考虑粘弹性界面层几何和物理特征的夹芯复合材料动态断裂力学分析模型和反映该材料裂纹前缘各组分细观参数的损伤模型，并提出相应的起裂和扩展准则；分别采用奇异积分方程解析法和基于局部-整体分析原理的无网格方法分析夹芯材料界面裂纹的动态起裂和扩展过程；通过参数讨论，系统地研究加载速率、材料组分的物理和几何性质以及粘弹性界面层强度等因素与界面裂纹起裂和扩展、芯体微裂纹等破坏模式之间的联系，深入了解该材料的动态破坏机理，并进一步为夹芯复合材料的强韧化设计提供力学依据。该课题是一项具有挑战性的应用基础性研究工作，本项研究成果将为我国非线性断裂动力学科的发展和促进先进夹芯复合材料和工程结构的设计和应用做出贡献，故具有重要的理论意义和工程价值。