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复合材料层合板由于其优异的面内性能而广泛地使用于航空结构中。然而其层间性能较为薄弱，易在面外载荷下产生分层损伤，导致结构提前破坏，这在一定程度上限制了其应用范围。沿厚度方向增强体（TTR）是一种能够有效提高层间性能的技术，其中使用较为广泛的两种方法是缝线增强技术和Z-pin增强技术。为了预测TTR的力学行为与破坏模式，并评估相关参数对其增强效果的影响，研究其模拟方法是很有必要的工作。本文对TTR的模拟分为两个步骤：首先模拟单根TTR的桥联作用；其次将计算得到的桥联曲线作为TTR增强层合板模型的输入参数，分析TTR的增强效果。 在模拟单根TTR桥联作用的部分，分别使用了解析模型计算缝线的混合模式桥联曲线，以及有限元模型计算Z-pin的I、II型桥联曲线。其中Z-pin的I型桥联模型以静摩擦—动摩擦系数模拟了Z-pin在层合板中的脱胶—拔出过程，并与解析解和试验数据进行了对比验证。使用上述方法进行参数分析，结果显示缝线/Z-pin直径、缝线缝合角度/Z-pin植入角度以及层合板厚度的增加均能在不同程度上提高缝线/Z-pin的桥联作用。 以计算所得的桥联曲线作为输入参数，分别用连接器（Connector）和离散内聚力单元（Cohesive单元）的方法建立有限元模型，分别模拟TTR增强层合板的双悬臂梁（DCB）试验、端边切口弯曲（ENF）试验以及混合模式弯曲（MMB）试验。两种方法的有限元计算结果具有很好的一致性，且均能够与文献中的试验数据较好吻合。相比离散 Cohesive单元模型，Connector模型的计算效率更高，需要的输入参数更少，且建模更为简便。故采用Connector模型模拟分析TTR体积分数与直径对其增强效果的影响。结果显示，“细针密布”的构型增强效果较好。 最后，将静摩擦—动摩擦系数模型用于计算异型截面Z-pin的I型桥联曲线，将Connector模型用于计算异型截面Z-pin增强DCB试件的载荷位移曲线，定量分析了Z-pin截面周长对I型增强效果的影响。结果显示，在Z-pin截面面积相同的前提下，截面周长增加19.4％、33.8%，则I型桥联断裂能提高了17.0%、34.0%，DCB试件的极限载荷提高了9.8%、18.1%。