纤维增强复合材料双轴强度研究进展蔡登安周光明王新峰黄翔曹然（南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，南京210016）
文摘先对纤维增强复合材料双轴强度理论研究进行了简单的回顾，可将失效准则是否区分破坏模式分为两类，并且比较了各强度准则的特点与存在的问题。然后对纤维增强复合材料双轴加载实验装置的发展作了概括，对目前常用的复合材料双轴加载试样类型进行了总结分析，指出了双轴加载试样设计要求及各试样类型的优缺点。最后，对纤维增强复合材料的双轴强度研究进行了简要评述与展望。
关键词纤维增强复合材料，双轴强度，强度准则，实验方法
中图分类号：TB3，V25
D0I:10.3969/j.issn.10072330.2014.04.002
A Review of Biaxial Strength of Fiber Reinforced Composite Materials
CAIDeng'an
ZHOUGuangming
WANGXinfeng
HUANGXiang
CAO Ran
(State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures, Nanjing University of
Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016)
AbstractFirstly, biaxial strength theories of fiber reinforced composite materials are briefly reviewed. The fail-ure criteria proposed to predict composite failure can be divided into two main groups according whether to distinguis-hing failure modes or not. Merits and defects of different failure criteria are discussed and analyzed. Secondly, the de velopment of biaxial testing equipments for the composites is summarized in a nutshell. Different types of specimen for biaxial loading with their characteristic problems are shown adequately. Finally, a concise assessment of biaxial strength of fiber reinforced composite materials is provided, and the future development trend is also predicted.
Key wordsFiber reinforced composites,Biaxial strength,Strength criteria,Experimental methods
0引言
纤维增强复合材料具有轻质高强、抗疲劳、耐腐蚀等特点，目前已在航空航天、能源机械等领域代替了传统的金属材料，得到了广泛的应用1-4)。随着各种先进复合材料的开发和应用，纤维增强复合材料在承力结构中的应用比重越来越大，使得复合材料承受的应力状态也越来越复杂。因此，对纤维增强复合材料的强度特性，特别是复杂应力状态下力学性能的研究也越发必要，以保证纤维增强复合材料结构在使用中的安全。同时，由于缺乏双轴应力或多轴应力状态下的强度数据，限制了已有强度理论的发展和新强度理论的提出[3]。因此，无论是验证已有强度理论，还是提出新强度理论，无论是为了保证复合材料结构的
收稿日期：2013-10-18
使用安全，还是从损伤角度研究复合材料特性，对复合材料进行双轴或多轴加载研究都具有非常重要的理论意义和工程价值。
近40年来，国内外学者针对纤维增强复合材料的双轴强度进行了大量研究和探讨[6-15],但由于实验条件的限制，国内对此方面的研究仍相对较少。纤维增强复合材料的双轴强度研究，主要是研究复合材料在双轴载荷下的力学行为。通过分析材料在双轴应力状态下的变形及破坏行为，建立合理的双轴强度理论预测模型，为纤维增强复合材料的合理利用及其结构设计提供重要的参考依据。本文将对纤维增强复合材料双轴强度理论研究中广泛应用的强度准则以及实验研究中加载装置和试样类型等进行深入的分
基金项目：江苏省高校优势学科建设工程项目资助(PAPD)；南京航空航天大学研究生创新基地开放基金项目（kjj130104)
作者简介：募登安，1988出生，博士研究生，主要从事复合材料结构设计及其强度理论研究。E-mail;eda@muaa.edu.cr 通讯作者：周光明，E-mail：zhougm@nuaa.edu，cr
宇航材料工艺万方数据
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2014年第4期
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