在混合模式I+II下确定热塑性纤维金属板中的接口断裂参数
Michał Smolnicki1, Szymon Duda1
1Faculty of Mechanical Engineering, Wroclaw University of Science and Technology, 50-370 Wroclaw, Poland.
这项研究提出了一种新的实验数值方法来确定热塑性纤维金属层 (FMLs) 的断裂特性. 该方法准确量化了在各种负载模式下界面断裂应力和能量,以改进材料设计.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 热塑性纤维金属层 (FMLs) 具有出色的机械性能,但在金属复合材料接口上面临挑战.
- 接口对FML性能至关重要,但它的断裂行为很复杂.
- 准确的界面断裂特征对于可靠的FML应用是必不可少的.
研究的目的:
- 开发和验证一种实验数值方法,用于确定热塑性FMLs的金属复合材料接口的断裂应力和能量.
- 在模式I,模式II和混合模式加载条件下调查接口断裂行为.
- 建立一种可靠的方法来表征FML中最弱的环节.
主要方法:
- 使用了四个实验测试:双杆束 (DCB),末曲 (ENF),混合模式曲 (MMB) 和三点曲 (3PB).
- 为每个实验测试开发数字双胞胎数值模型,以模拟材料的行为.
- 结合实验数据与数值模型来确定断裂应力,断裂能量和B-K指数.
主要成果:
- 通过使用DCB和ENF测试与相应的数值模型成功确定模式I和模式II断裂应力和能量.
- 通过整合MMB测试中的数值和实验数据计算了B-K指数.
- 通过模拟混合模式条件的三点曲测试来验证开发的材料模型的准确性.
结论:
- 提出的实验数值方法有效地确定了热塑性FML接口的断裂参数.
- 这种方法为表征关键金属复合材料接口提供了一个强大的框架.
- 这些发现有助于更好地理解和设计高性能FML.
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