厚向增强纤维复合材料的纤维扰动和破坏过程的理论和模拟

本课题研究厚向增强复合材料局部纤维扰动和破坏过程模拟的共性问题，旨在探寻在拉伸载荷作用下的面内力学行为，发展预测该类复合材料面内力学性能的理论模型和方法，揭示面内力学性能与细观破坏机制之间的内在关系，力图将该类复合材料层合板在拉伸载荷作用下的面内刚度和强度与材料体系、体积分数、工艺参数（直径和密度）定量地联系起来。针对厚向增强材料诱导面内纤维弯曲和扰动的表征问题，提出该类复合材料细观结构参数化、定量化的表征方法；针对单层和层合板尺度上复合材料特性的宏观非均匀性问题，详细考察宏观均匀复合材料细观力学模型在具有宏观非均匀特性的缝纫和Z-pinned复合材料中的适用性和精度。针对面内力学特性、特别是强度的预测问题，发展基于局部细观几何结构的面内力学性能预测理论和模拟方法，考虑纤维方向偏转和集中、纤维断裂的随机性、纤维/基体脱粘等机制。