复合材料宏观强度准则预测能力分析

吴义韬¹，姚卫星²，沈浩杰¹

1. 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室2. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

摘 要：对复合材料宏观强度准则进行了总结和评述,对最具有代表性的5种强度准则的预测能力进行了综合评估。首先,由各强度准则得到了不同平面应力状态下AS4/3501-6材料的理论失效包线,以此阐明了各强度准则的物理本质。然后,考虑到强度的分散性,采用Monte-Carlo方法并基于各强度准则建立了4种材料的概率失效包线和强度分散带。最后,结合多组试验数据,客观评估了各强度准则的预测能力。评估结果表明:各强度准则的预测结果都不可能完好地吻合所有的试验结果;相比于Max-Stress准则、Hashin准则和Tsai-Wu准则,Puck准则和LaRC03准则的预测能力相对较好,且对复合材料的损伤机理有更为合理的解释。

关键词：复合材料;强度;失效准则;失效包线;预测能力;