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纤维金属层板是一种由金属和增强纤维胶接而成的复合材料,比单一金属的力学性能更加优异,特别是在抗疲劳性能方面。然而纤维金属层板在生产时有热残余应力,且集中在层板的结合部。所以纤维金属层板结合部是层板最脆弱的部分。从提高安全性和可靠性的角度出发,需要对纤维金属层板结合部的失效破坏进行细致的研究,进而了解和掌握胶层的破坏失效机理。本文运用实验和有限元模拟相结合的方法,主要从纤维金属层板的制作、实验、断裂破坏理论、软件模拟等方面对纤维金属层板进行探索与研究。选用对称胶接接头及其界面区为主要的研究对象,研究常温和高温以及结合部接缝宽度对纤维金属层板断裂破坏载荷的影响,探索胶层的破坏失效机理,主要做了以下几个方面的工作:1)首先是制作试样,根据试样接缝宽度的不同进行分组,然后分别在常温和高温两种状态下对试样进行拉伸测试,制作出它们的载荷-位移图,并观察其破坏过程。根据实验的载荷位移图,总结出层板结合部宽度、常温和高温对试件拉伸破坏载荷的影响。2)阐述了叠层复合材料破坏失效的相关研究方法,以及纤维金属层板断裂破坏的相关理论和准则。重点论述了胶接连接破坏理论和牵引-分离准则的基本判据,为软件模拟提供理论依据。3)根据试样的边界条件与加载,建立纤维金属层板试样的有限元模型。利用直接耦合方法,在有限元软件中模拟分析了常温和高温条件下不同接缝宽度试样的断裂破坏情况。从刚度退化和拉伸加载后的应力云图的角度来分析温度对试样的刚度和断裂情况产生的影响,并和实验照片进行对比。4)研究了常温和高温两种温度情况下的热机耦合作用对胶接接头应力分布的影响。通过对比,分析热残余应力对接头强度产生影响。胶接接头中的热残余应力和外载荷叠加作用时,将会对纤维金属层板的断裂破坏载荷产生较大影响。5)根据实验现象,主要是胶层的破坏,依据相关胶层失效准则来判断试样的失效,探索纤维金属层板断裂破坏的机理。