短纤维复合材料宏微观内聚力模型参数测量的实验与数值混合法

提出了一种改进的实验与数值混合法。该方法采用随机短纤维增强复合材料的紧凑拉伸实验,首先得到材料的宏观内聚力模型,进而确定该材料纤维基体界面微观内聚力模型参数。通过有限元法和基于场投影的反解法得到了宏观内聚力模型结果,对比分析这两个方法的结果,得出该反解法对误差的容忍度较低。随后采用改进的反解法,用数字图像相关法(DIC)直接获取宏观内聚力模型分离量,减少了该反解法未知数的数量,提高了容错率。再将DIC和改进的反解法结合,对该材料裂纹尖端宏观内聚力区的牵引力进行了反解。采用双线性内聚力模型,根据Mori-Tanaka方法,将求得的宏观内聚力定律与纤维基体界面微观内聚力定律关联起来,从而求得了纤维基体界面微观内聚力模型参数。该方法和结果可为短纤维增强复合材料纤维基体界面的微观力学分析提供实验基础。