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與各向同性金屬材料不同，含孔層合板的強(qiáng)度分析，隨著拉伸板孔徑的增大而減小，這與傳統(tǒng)的用應(yīng)力集中系數(shù)預(yù)示強(qiáng)度的理論(<SCF)相矛盾，這就是所謂“孔洞影響”現(xiàn)象。E.W addoups應(yīng)用線彈性斷裂力學(xué)理論解釋這個(gè)現(xiàn)象，他假設(shè)在孔邊存在一個(gè)強(qiáng)能量區(qū)，并以一個(gè)孔邊的邊界裂縫代替這個(gè)強(qiáng)能量區(qū)，從而用線彈性斷裂力學(xué)理論分析含孔層合板強(qiáng)度。Cruse進(jìn)一步闡述了這個(gè)理論，把圓孔看成是半裂紋長(zhǎng)為裂紋，認(rèn)為凡與圓孔半徑之差為常數(shù)。
Greszgzuk分析了偏軸拉伸層合板及對(duì)稱角鋪設(shè)層合板的孔邊應(yīng)力分布，并用Hcncky-Mises歪形能理論預(yù)示孔邊強(qiáng)度。他注意了復(fù)合材料的強(qiáng)度特性，即材料的破壞不僅是由于某一個(gè)應(yīng)力分量過大造成的，而是由于各種應(yīng)力分量相互影響共同作用的結(jié)果。但由于只考慮孔邊界上的應(yīng)力分布，不能解釋孔徑大小對(duì)強(qiáng)度的影響，所得的分析結(jié)果偏于保守。
W hitney等人提出的點(diǎn)應(yīng)力誰(shuí)則和平均應(yīng)力準(zhǔn)則(統(tǒng)稱為特征長(zhǎng)度準(zhǔn)則)指出，不同孔徑圓孔的應(yīng)力集中系數(shù)雖然相同，孔附近的應(yīng)力分布卻不同，大孔徑圓孔周圍的高應(yīng)力區(qū)比小孔徑圓孔周圍的高應(yīng)力區(qū)大，由此造成“孔洞影響”。
分別對(duì)前述的兩種孔徑和幾種偏軸角度的含孔板進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，材料為前邊提出glass/epoxy，彈性常數(shù)見表to試件長(zhǎng)為15.24cm，寬5.08cm，用四層單層板疊合而成，厚度大約為0.91mm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示在圖上。這些結(jié)果是取三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值。
由前面的分析與實(shí)驗(yàn)可以看出：應(yīng)用這里提出的改進(jìn)的點(diǎn)應(yīng)力準(zhǔn)則分析孔邊強(qiáng)度，一般與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符較好。誤差不超過20%，孔邊開裂位置也大體在90°附近。與實(shí)驗(yàn)基本相符。由圖可以看出用提出的辦法預(yù)示的強(qiáng)度偏于保守。從圖看出在孔邊界應(yīng)用Tsai-Vtt準(zhǔn)則結(jié)果偏保守。
用這里提出的改進(jìn)的點(diǎn)應(yīng)力準(zhǔn)則可以改善JVhitney點(diǎn)應(yīng)力準(zhǔn)則的一些不足，能夠用于非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的情況(偏軸拉伸就屬這種情況)。可預(yù)示孔邊開裂位置。可對(duì)各種角度鋪層的含孔板進(jìn)行逐層強(qiáng)度分析，當(dāng)然這后一點(diǎn)尚需進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)分析驗(yàn)證。
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