纤维脱胶过程中界面区刚度退化的建模

纤维拔出的摩擦特性是脆性基体复合材料的主要增强机制。本工作的目标是开发一个界面失效模型，用作关闭压力公式。使用纤维从胶结基质中脱粘的断裂力学模型来计算由于稳定脱粘区的传播而引起的刚度退化。使用了基于II型裂纹沿弹性-完全塑性一维界面生长的公式。裂纹扩展准则是使用部分脱粘界面的应变能释放率来定义的。假设界面的断裂韧性以R曲线方法的形式作为脱粘长度的函数而增加。此外，恒定大小的摩擦剪切应力作用在脱胶长度上。R曲线参数是通过对所得到的微分方程进行数值求解而获得的。从R曲线获得载荷-滑移响应，并对纤维类型、长度和界面特性进行了参数研究。将结果与基于库仑摩擦模型的有限元模型进行了比较。