基于內聚力模型的CFRP層合板膠接結構力學行為研究

摘要：面對船舶輕量化的發展需求,碳纖維增強復合材料和膠接技術受到了船舶行業的廣泛關注。CFRP層合板膠接結構是融合碳纖維增強復合材料和膠接技術的一種典型結構形式,其力學行為與船體結構的安全性密切相關。采用力學實驗和有限元仿真相結合的方法,通過建立復合材料膠接結構的幾何模型、理論模型和有限元模型,研究了CFRP層合板膠接結構的極限承載能力和損傷失效行為。結果表明:基于內聚力模型的數值模擬結果與力學實驗的吻合度較高,能夠有效區分線性段和非線性段;復合材料結構的膠接區域是CFRP層合板單搭接結構的薄弱環節;CFRP層合板膠接結構的損傷破壞形式較多,在膠接區同時存在被粘物損傷、膠層失效和界面失效;本文工作為復雜形式的FRP膠接結構的力學特性研究提供了一種參考。