【专题报告】单向复合材料沿纤维方向剪切非线性的理性思考

经典的复合材料力学分析中，我们通常将单向复合材料的G12和G13两个剪切模量看作定常值，然而实际情况下，无论是采用±45°层板拉伸试验（ASTM D3518）或V型缺口梁剪切试验（ASTM D5379 ）确定复合材料面内剪切（G12）或面外剪切（G13）应力应变关系均呈现显著的非线性特征。工程设计分析中，一方面为了简化计算，另一方面结构正常服役环境下剪切应变水平不会太高，因此，通常选取应力应变曲线中特定段（如2000~6000微应变）的割线模量作为分析计算的输入参数G12或G13，以近似的线性本构替代真实的非线性本构。

在工程设计分析中如此简化处理是比较普遍的，但在做失效机理研究、强度预测时，剪切非线性就不得不考虑了。历届WWFE也将剪切非线性作为失效理论定性评价的一项指标。当前，有关剪切性能测试的试验标准有数种，各种表征剪切非线性的文章也是层出不穷。

本文经原作者授权发布，如需转载，请联系原作者。