含初始裂纹的平流层飞艇用蒙皮薄膜撕裂行为

来源期刊：复合材料学报2015年第2期

论文作者：刘龙斌 吕明云 肖厚地

文章页码：508 - 514

关键词：层压结构;撕裂行为;平流层飞艇;计算模型;断裂韧性;

摘    要：为了研究含初始裂纹蒙皮薄膜的抗撕裂行为,选用Kevlar纤维增强的具有预制初始裂纹切口(PIC)的平流层飞艇用蒙皮薄膜,采用弹塑性断裂力学平面应力分析方法,考虑经纬向纱束之间的滑移摩擦效应,分析了薄膜裂纹尖端的撕裂强度与变形形式,建立了裂纹尖端撕裂物理模型和基于摩擦效应修正的等差法拉伸变形计算模型,获得了裂纹尖端应力集中区的应力分布。为验证计算模型的合理性,分别对PIC长度为10、20、30及40mm的试样进行了撕裂强度试验。结果表明:当PIC宽度比率不超过0.50时,模型计算值与试验值的误差小于4.12%;与改进的应力强度因子法相比,所建计算模型具有更高的计算精度,为平流层飞艇蒙皮撕裂强度的设计提供了一种有效的方法。