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纤维增强复合材料的破坏是由材料固有小缺点发生的。这些缺点可以是破断的纤维、基体中的裂纹和界面脱胶。裂纹扩展的断裂过程可能是复合材料断裂过程中发生的局部破坏,可以这样描述它在裂纹前方某段距离的纤维是完整无损的,在裂纹尖处附近的高应力区,纤维破坏了,虽然破坏不一定沿着裂纹平面。紧挨在裂纹后面的纤维,从基体中拔出。在一些复合材料中,裂纹尖处附近的应力能引起纤维在断裂前与基体脱胶。由于裂纹扩展,纤维还可能继续破坏。当脆性纤维与韧性基体粘结很好时,纤维势必在裂纹尖处前面将它挡住,在基体材料中架起一座桥,使基体材料颈缩,以完全韧性方式破坏。除了这些破坏机理外,当裂纹达到层压复合材料两个铺层的界面上,它能分支并沿界面扩展,因此产生裂纹。纤维增强复合材料的破坏基本形式包括纤维断裂、纤维脱胶、纤维拔出、基体变形和开裂、界面脱粘和分层裂纹。破坏过程就是这些基本损伤形式的形成和扩展过程。
基体变形和开裂
当复合材料完全断裂时,纤维周围的基体材料也会断裂。热固性树脂是脆性材料,它们在断裂前只能经受有限的变形。
分层裂纹
裂纹在扩展中穿过层合板的一个铺层,当裂纹尖处达到相邻铺层的纤维,可能受到压制。这个裂纹压制的过程类似于基体裂纹在纤维—基体界面上被压制的情形。因为邻近裂纹尖处基体中的剪应力很高,裂纹可能分支出来,开始在平行于铺层平面的界面上扩展。这样的裂纹叫做分层裂纹。