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本文目的是探索纤维增强聚合物基复合材料结构在一定外载荷下的长期力学行为。研究一定载荷下复合材料的变形、应力和位移随时间变化规律。着重研究了单向纤维增强复合材料的纤维和基体的应力和应变场与时间的关系,同时分析了基体蠕变对纤维和基体界面性能影响,以及基体裂纹在蠕变过程的扩展和有缺陷单向复合材料的蠕变问题的研究。
通过研究建立了适当的数学模型,能够精确描述单向纤维增强复合材料在蠕变过程中第一和第二阶段基体和纤维的应力场和应变场,同时得到了界面剪应力的求解方法,建立了有缺陷复合材料蠕变变形的计算模型和基体裂纹的扩展模型。分析得出:单向复合材料在蠕变发生过程中,基体通过界面将应力逐渐传递给纤维,同时基体应力逐渐松弛减小,纤维应力逐渐增加;界面剪应力随着蠕变变形的增加逐渐增大,当外力撤销时复合材料蠕变恢复时界面剪应力变为相反方向并逐渐减小,对界面造成了低周疲劳损伤;有缺陷的复合材料在蠕变过程中,缺陷会加速演化,同时增加蠕变变形,最终导致复合材料失效。