實驗與數(shù)值混合法確定短纖維復合材料宏微觀內聚力模型參數(shù).pdf

1、植物短纖維增強的復合材料因其環(huán)保、質輕、力學性能優(yōu)良而被廣泛應用于制造航空航天結構件，汽車內飾結構等。但由于纖維的隨機分布以及纖維與基體間存在的界面等因素，其力學性能較為復雜。本文用數(shù)字圖像相關法、基于場投影法的反解方法、細觀力學方法，對云杉短纖維增強聚丙烯復合材料（云杉/PP）的宏微觀內聚力定律進行研究。
　　在數(shù)字圖像相關法中，Newton-Raphson迭代法能考慮子窗變形，但該方法對初值較為敏感，一旦初值不夠精確，容易導致

2、計算不收斂。本文改進初值傳遞機制，提出多重初值傳遞方法，在RGDIC(Reliability-Guided Digital Image Correlation)法的初值傳遞策略中加入了種子點再搜索機制和自動識別收斂性機制，使得暫時不收斂的計算點，將有最多8次被重新計算的機會，提高了云杉/PP復合材料的裂紋尖端非均勻變形場計算結果的收斂性。
　　本文對基于場投影進行反解的方法做了容錯率分析，通過有限元數(shù)值測量場反解算例分析，表明該方

3、法對誤差的容忍度較低，又由于實驗測量誤差只會比有限元數(shù)值測量場的誤差更大，因此該方法直接用于實驗測量較為困難。本文從實驗中得到分離量，只用反解法計算牽引應力，從而提升了該方法的容錯率，并將其與數(shù)字圖像相關法結合，對云杉/PP復合材料裂紋尖端宏觀內聚力區(qū)的牽引-分離關系進行了反解。
　　采用雙線性內聚力區(qū)模型，對纖維基體界面的性能進行了研究。用Mori-Tanaka方法，根據已求得的材料裂紋尖端宏觀內聚力區(qū)的牽引-分離曲線，對材料宏