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纤维增强复合材料的层间性能(横向拉伸强度和层间剪切强度)是复合材料的主要力学性能指标之一,这一性能与复合材料中纤维和基体之间的粘接界面密切相关。纤维与基体的界面往往是复合材料中相对薄弱的部分,因而纤维增强复合材料层间性能的评估对于复合材料构件的工程应用具有重要意义。纤维束复合材料(Fiber bundle composite,FBC)试验是一种简单新兴的评估复合材料中纤维与基体之间粘接性能的测试方法。过去的研究表明,FBC试件的强度与相应的单向层合板的层间性能在趋势上具有良好的相关性,但是测量数值并不一致。这一差距主要是由于FBC试件中纤维束和基体界面附近的应力状态与单向层合板中界面附近的应力状态存在一定的差异。本文针对这一问题开展了系统的研究,使用横向纤维束复合材料拉伸(Transverse fiber bundle tension,TFBT)和纤维束复合材料剪切(Fiber bundle Iosipescu shear,FBIS)试验,探讨了对单向层合板横向拉伸及剪切强度进行预估的方法。本文的主要工作如下:1)对比了不同纳米颗粒含量的双酚A基体/T700碳纤维、双酚A基体/TC35碳纤维、双酚F基体/TC35碳纤维制成的FBC试件与相应的单向层合板的横向拉伸强度和剪切强度,分析了FBC试件强度与单向层合板试件层间性能的相关性。2)建立了基于TFBT试验预估单向层合板横向拉伸强度的模型。TFBT试件的强度明显低于单向层合板的横向拉伸强度,其原因可能在于TFBT试件中纤维束与基体的界面受拉伸断裂后生成新表面的表面能密度较小。根据这一假设,引入Griffith断裂强度理论,建立了TFBT试件与单向层合板的横向拉伸强度的关系模型。验证实验表明该模型能够比较准确地预测单向层合板的横向拉伸强度。3)建立了基于FBIS试验预估单向层合板剪切强度的模型。通过有限元分析,发现FBIS试件中纤维束和基体界面同时存在剪应力与正应力,这可能是导致FBIS试件剪切强度低于层合板试件剪切强度的主要原因。因此引入Yamada-Sun拉剪耦合强度理论,建立了FBIS试件与单向层合板的剪切强度之间的关系模型,通过实验验证了该模型的可靠性。