1、熱塑性復(fù)合材料AS4/PEEK層合板在航空、航天和民用先進產(chǎn)品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。與熱固性復(fù)合材料不同，熱塑性PEEK基體韌性明顯增加，使AS4/PEEK層合板塑性變形非常顯著，在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)和損傷行為更加復(fù)雜。精確分析AS4/PEEK非彈性變形和亞臨界損傷是這類材料設(shè)計和應(yīng)用的基礎(chǔ)。 本文運用細觀力學(xué)含微結(jié)構(gòu)代表性單元方法，采用有限元子模型方法，建立了熱塑性AS4/PEEK復(fù)合材料層合板的宏細觀彈塑性有限元模型，在受宏觀拉

2、伸載荷下，用母模型在宏觀尺度上分析了層合板的層間應(yīng)力；特別是，在細觀的纖維尺度上，建立了含纖維和基體兩相的代表性單元的細觀彈塑性有限元子模型，假設(shè)纖維是彈性體，并考慮纖維的實際尺寸(7μm)和體積含量63％，熱塑性基體PEEK為彈塑性體，其計算所用的應(yīng)力應(yīng)變曲線是材料生產(chǎn)廠家實測的曲線。首先，用含纖維和基體兩相的代表性單元的細觀有限元模型，計算了材料在拉伸、壓縮、剪切時的等效應(yīng)力應(yīng)變曲線，并與AS4/PEEK單層板的實驗曲線進行了比較，

3、表明該代表性單元宏觀力學(xué)行為與實際是等效的。其次，代表性單元子模型的邊界條件，由宏觀各向異性彈性母模型計算的位移場插值給出，這比目前國外學(xué)者所用的細觀周期性邊界條件更接近材料的實際受力狀態(tài)。另外，采用多重子模型方法，提高在宏、細觀模型間位移插值精度，保證子模型的計算精度。在上述方法和計算的基礎(chǔ)上，用彈塑性細觀子模型，在纖維尺度上，得到了AS4/PEEK復(fù)合材料不同鋪層層合板[0/90]2s、[0/±45/90]2s和[±25]s4等受拉

4、伸載荷時，層間附近纖維與基體界面的彈塑性應(yīng)力應(yīng)變場，進而在細觀尺度上考慮PEEK基體塑性和纖維基體界面強度，對層合板的層間應(yīng)力、纖維與基體界面脫粘、基體裂紋和分層等層合板亞臨界損傷行為的影響；并對AS4/PEEK層合板受力時由實驗得到的諸多細觀損傷現(xiàn)象進行了較好的分析，例如，[0/±45/90]2s層合板基體裂紋和分層裂紋都萌生于纖維基體脫粘處的界面裂紋，斜交[±25]s4層合板的分層破壞起源于層間附近纖維頭裂紋。因此，本方法對這類熱塑