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近年来发展的内聚力模型(CZM)是模拟分析复合材料断裂、分层、脱粘和宏、细观损伤力学行为的重要工具,CZM的牵引——分离曲线可以描述复合材料内裂纹从萌生、扩展至断裂失效的全过程。本文研究测量复合材料CZM参数的方法,是复合材料力学和断裂力学的重要课题之一。本文根据等效区域积分原理,推导了J积分、M积分及其交互积分的数值算法公式,编写Python程序,实现了上述围线积分的数值计算,用有限元模型验证了该方法和程序的准确性。以该算法为基础,本文提出了一种改进的直接测量法测取材料内聚力定律,该方法不依赖于传统方法中的梁理论计算公式,能够对试件在加载过程中的断裂韧性进行直接计算。在断裂力学的有限元数值模型中,用改进的直接测量法测取了双线性和指数型两种内聚力模型的牵引—分离曲线,并与数值解进行了比较,其结果相吻合,验证了该方法的可靠性。本文将场投影法与数字图像相关方法(DICM)结合,提出了两种分别基于交互J积分和交互M积分的CZM参数的反解方法。用数字图像相关方法测量全场位移构成测量场,再施加均布载荷依次代替离散后的内聚力区牵引力,构成N个相互独立的数值辅助场,利用测量场与辅助场的交互J积分或M积分的守恒性质,建立反解内聚力区牵引力的方程组。本文用Python语言编写了这两种反解算法的程序,用紧凑拉伸断裂力学实验的有限元模型验证了这两种反解算法测取CZM牵引——分离曲线的可靠性。本文将改进的直接测量法、基于交互J积分和交互M积分的反解方法,用于20%和49%体积含量的随机短云杉纤维增强聚丙烯复合材料紧凑拉伸实验,用三种方法分别测取了该材料的CZM牵引——分离曲线,结果比较表明:三种方法测取的CZM曲线变化趋势一致,内聚力强度、初始损伤和完全破坏等CZM参数接近,三种方法测取的牵引——分离曲线都能完整地描述内聚力区材料的力学行为。上述三种材料内聚力模型测量方法将为CZM模型在理论和工程分析中的应用提供实验依据。