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多轴向织物层合板层间剪切强度有限元分析与实验研究
一、引言
近年来，轻量化、高强度的材料在航空、航天、交通运输等领域得到了广泛的应用。多轴向织物层合板是其中一种优良的复合材料，具有较高的强度、刚度和疲劳寿命等优异性能，广泛应用于航空、航天等高要求领域。但是，多轴向织物层合板在使用过程中，容易发生层间剥离、层间剪切破坏等问题，给其使用带来安全隐患和经济上的不利影响。因此，本文针对多轴向织物层合板层间剪切强度进行有限元分析和实验研究。
二、多轴向织物层合板层间剪切破坏机制
当多轴向织物层合板受到载荷时，贯穿不同方向的纤维层间会出现层间剪应力。由于复合材料的层间粘结力较小，容易出现层间剥离和破坏。此外，当多轴向织物层合板接受外载荷时，不同方向的纤维产生的应力不均匀，容易导致复合材料的层间裂纹和疲劳损伤。
三、有限元分析
1.建立多轴向织物层合板有限元模型
本文采用ABAQUS有限元软件建立了多轴向织物层合板的有限元模型。在建模过程中，考虑了纤维的不对称性和材料参数的异向性，使得分析结果更加精确，符合实际情况。
2.有限元分析结果
有限元分析结果表明，多轴向织物层合板在受到剪应力时，在较早的时间内，复合材料的单层纤维之间发生了滑动，接着，滑移处的纤维出现了拉伸断裂，随着剪切载荷的增加，多个复合材料的纤维层之间产生了更多的剥离和断裂，导致复合材料的层间剪切破坏。
四、实验研究
1.实验方法
本文采用时域反射法和剪切箱法对多轴向织物层合板的层间剪切破坏进行实验测量。时域反射法借助回波信号实现移动式无损检测；剪切箱法是在试样上施加剪切载荷，对剪切载荷和位移进行测量和记录，得出多轴向织物层合板层间剪切强度。
2.实验结果
实验结果表明，多轴向织物层合板在受剪载荷时会发生层间剥离和断裂破坏。实验测量得到的层间剪切强度与理论计算结果基本相同。
五、结论
本文通过有限元分析和实验测量发现，多轴向织物层合板的层间剪切破坏主要由纤维层间剥离和断裂导致。在实际应用中，应该加强复合材料的层间粘结力，以提高复合材料的层间剪切强度。