复合材料层合板的宏观力学分析

在纤维基体复合材料制造过程中，通常采用多方向的增强，要使厚
度增加到所需要的数值，这取决于它的结构要求。增强方式有：

(1)任意方向上的增强，在设计中将此按各向同性来处理；

(2)在两个垂直方向上的增强，这可假定为正交各向异性；

(3)单向增强，这也假定为正交各向异性。

人们可以看到，复合材料层片(一个层片是复合材料中的一层，它
是材料中的基本构成单元)的性能取决于组分材料的性能、纤维的排列
方向与复合材料的制造方法。一般假设纤维直到断裂是线弹性的；而树
脂基体只在低应力阶段是线弹性的，在破坏区表现出非线性特性。然而
，脆性纤维的极限应变小于“延性”基体的极限应变，因此，为了证实
基体的线弹性假设，复合材料破坏时，基体的应力将会相当低。在复合
材料层合板分析中的另一种假设是，纤维与基本之间完全粘接在一起。

基体(聚合物)蠕变对应力分布、刚度特性和对复合材料的影响，可
采用如下方法减至最小，即将纤维排列在最有效的方向，比如受轴向力
时，纤维方向应沿力作用线的方向排列。此外在复合材料中增加玻璃纤
维的比例，这意味着大部分载荷由纤维来承担，基体承担的载荷较小。
另一方面，如果纤维含量低，在高载荷时蠕变对基体的影响就很大。对
这类复合材料，作用力一般要足够的小，以确保蠕变很小。

根据应力与相应应变之间的关系，对复合材料性能作如下假设：

(1)复合材料是线弹性的；

(2)拉伸与压缩特性相同。各向同性层片基体复合材料的有关特性
。复合材料的力学性能明显受其成分性能与微结构的控制。因此要能够
预计在各种条件下的成分性能。毡复合材料层合板，则在宏观上可以假
设在层合板平面内的材料

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