含孔纤维增强层合板抗拉强度和失效行为研究

作     者：俞红全 盛冬发 虎积元 李子恒 陈泰聪 YU Hongquan;SHENG Dongfa;HU Jiyuan;LI Ziheng;CHEN Taicong

作者机构：西南林业大学土木工程学院云南昆明650224 云南省森林灾害预警与控制实验室云南昆明650224 

出 版 物：《兵器材料科学与工程》 (Ordnance Material Science and Engineering)

年 卷 期：2025年第48卷第1期

页      面：133-139页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(11862023) 

主　　题：BF/EP增强镁合金层合板 数值仿真模拟 孔径 抗拉强度 损伤失效 

摘      要：为了探讨不同圆孔直径下玄武岩纤维/环氧树脂(basalt fiber/epoxy resin,BF/EP)增强镁合金层合板的抗拉强度和失效行为。制备相关试件,用数字图像相关技术(digital image correlation,DIC)对其进行准静态拉伸试验,用Abaqus对层合板进行建模,Vumat子程序集成出渐进损伤模型。通过数值模拟和试验分析层合板损伤失效,用扫描电镜(SEM)观察层合板断口特征和微观失效模式。结果表明:抗拉强度与圆孔直径呈反比,最小孔径(2 mm)与最大孔径(10 mm)层合板抗拉强度分别为255.16、135.24 MPa,与数值模拟误差小于9%,具有参考意义。DIC监测及有限元模拟下,试件在渐进损伤演化直至失效过程中,裂纹由孔周应力集中最大区域向自由边缘延伸,垂直于加载方向,层合板初始损伤由镁合金层承担,最终失效行为由BF/EP层占主导作用。