金属基聚合物复合材料短纤维桥接界面强化机理

针对金属基聚合物复合材料易诱发界面剥离损伤失效的共性问题，研究了通过多层复合组装注射成型，在聚合物复合层与粘接层界面形成短纤维桥接，实现复合界面强化。基于内聚力剥离损伤模型，构建了短纤维桥接强化界面剥离裂纹扩展断裂失效过程的模拟仿真技术，模拟建立了界面剥离裂纹快速失稳扩展断裂损伤失效临界载荷—桥接纤维特性—界面剥离断裂韧性（损伤启裂应力T₀和临界应变能释放率G_c）的协同关联理论，诠释了短纤维桥接界面强化机理，提出了预防短纤维桥接强化界面诱发剥离裂纹快速失稳扩展失效的设计准则。结果表明，当桥接纤维密度为20根/mm²，可使其临界载荷增加55.9 %，临界载荷受控于桥接纤维密度、初始预裂纹面积、损伤启裂应力和临界应变能释放率，且与桥接纤维密度、损伤启裂应力和临界应变能释放率呈正关联关系，而与初始预裂纹面积呈负关联关系。