第四章单层复合材料的强度VIP免费

第四章 单层复合材料的强度 4.1 复合材料的强度特征 材料强度是材料承载时抵抗破坏的能力。破坏是与结构的技术要求相关的，多数情况下，宏观强度理论将(塑性)材料的屈服和(脆性材料的)断裂视为破坏或失效。 对于各向同性材料，强度在各个方向上均相同，没有方向性。常用的强度理论有： 1 . 最大应力理论 材料破坏是由于最大应力(拉伸应力1 、压缩应力3 或剪切应力max)达到极限值(屈服极限或强度极限)， tm1，cm3，mmax 式中tm 、cm 和m 分别为材料单向拉伸、单向压缩和纯剪切时的极限应力。 2 . 最大应变理论 材料破坏是由于最大应变(拉伸应变1 、压缩应变3 或剪切应变max)达到极限值， tm1，cm3，mmax 式中tm 、cm 和m 分别为材料单向拉伸、单向压缩和纯剪切时的极限应变。 3 . 最大歪形能理论 材料破坏是由于歪形能达到一定极限值， y myUU 式中)(31133221232221EUy，231tmy mEU，tm为单向拉伸时的极限应力，因而得 2133221232221tm 对于复合材料，其强度的特点是具有方向性。 对于正交各向异性材料，存在三个材料主方向，不同主方向的强度是不同的。例如，纤维增强复合材料单向板，沿纤维方向强度通常为沿着垂直纤维方向强度的几十倍。与各向同性材料不同，正交各向异性单向板有如下强度特征： 1 ．对于各向同性材料，主应力与主应变是与材料主方向无关的应力应变极值，对各向异性材料，由于强度的方向性，最大作用应力不一定对应材料的危险状态，而材料主方向的应力比最大作用应力更重要。 2 ．对正交各向异性单向板，沿材料的主方向的强度极限值称为基本强度，它们是： X －沿纤维方向(材料主方向1 )的强度； Y －垂直于纤维方向(材料主方向2 )的强度； S －(1 －2 平面内)剪切强度。 对正交各向异性材料，在材料主方向上抗拉与抗压强度不同。若拉伸与压缩强度不同(大多数复合材料如此)，则有5 个基本强度： tX －沿纤维方向的抗拉强度； cX －沿纤维方向抗压的强度； tY －垂直纤维方向的抗拉强度； cY －垂直纤维方向的抗压强度； S －(1 －2 平面内)剪切强度。 这些基本强度可以由材料单向受力试验测得。 1 2 X Y S 3 ．在材料主方向上的剪切强度不随切应力的正负而改变，但在非材料主方向上，抗剪切强度要依赖...