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　　根据 Hashin 的断裂面假设，提出了一种脆性纤维增强复合材料的基体失效准则。失效函数表示为断裂面上应力分量的二次多项式。失效准则中的未知系数仅由单向复合材料的三个基本强度（即横向拉伸强度、横向压缩强度和纵向剪切强度）进行校准，从而克服了大多数先前基体失效准则需要经验参数的限制。特别是，在平面应力状态（σ22, τ21）下，可以提供单向复合材料的断裂角的解析解。该准则的预测结果与大量实验数据一致，证实了其适用性。此外，该研究建立了三个横向基本强度（Yt, Yc 和 S23）之间的关系。它可以用来预测难以通过实验测量的 S23。

　　纤维增强复合材料因其优异的性能在各个领域得到广泛应用，但其失效行为复杂，需要建立准确的失效准则进行预测。目前，Puck 等学者提出了多种失效准则，但大多数准则都需要经验参数，限制了其适用性。

　　关于脆性纤维增强复合材料基体失效准则的优点，即不包含任何经验参数，因此不会受到使用经验参数可能产生的潜在误差的影响，并提供更准确的预测结果。通过与 Puck 的基体失效准则预测的强度和断裂角与各种复合材料的实验数据进行比较，验证了其适用性，结果表明，在大多数情况下，所提出的准则的预测结果比 Puck 的准则更接近实验结果。此外，本研究还建立了三个横向基本强度 (Yt、Yc 和 S23) 之间的关系，可以用来预测难以通过实验测量的 S23。

　　基于Hashin的断裂面假设，为脆性纤维增强复合材料提出了一个新的基体失效准则。该失效函数以断裂面上的应力分量的二次多项式表达，并且失效准则中的未知系数仅通过单向复合材料的三个基本强度来标定，即横向拉伸强度、横向压缩强度和纵向剪切强度，从而克服了大多数先前基体失效准则需要经验参数的限制。在平面应力状态下，能够为单向复合材料提供断裂角的解析解。所提出的失效准则的预测结果与大量实验数据一致，证实了其适用性。此外，研究还建立了三个横向基本强度之间的关系，可以用来预测实验中难以测量的S23。通过分析 σn = 0 时失效包络线的平滑性，证明了失效函数在 σn 0 和 σn 0 的情况下应该分别构建，并得到了基体失效准则的具体表达式。

　　图 2. 失效包络线和莫尔圆。（a）φt = 0◦ 的脆性材料；（b）φt 0◦ 的半脆性材料。

　　作者对新提出的基体失效准则进行了评估，证明了其适用于脆性复合材料，特别是横向单轴拉伸断裂角为0°的情况。新准则的一个显著优势是其系数可以通过横向拉伸强度、横向压缩强度和纵向剪切强度这三个基本强度来确定，无需任何额外的经验系数。这不仅简化了计算过程，还因为减少了使用经验系数可能带来的不确定性和潜在错误，从而使得预测结果更为准确。评估还包括了对失效准则适用性的讨论、系数与基本强度之间的关系分析，以及在平面应力状态下的解析解。通过与实验数据的比较，验证了新准则在预测材料在复杂应力条件下的失效包络方面的可靠性和有效性。

　　通过将新提出的基体失效准则的预测结果与多种复合材料的实验数据进行比较，来验证该准则的适用性。涉及的实验数据包括E-glass/LY556和IM7/8552复合材料在σ22-τ21应力状态下的测试结果、T800H/2500和AS4/3501–6的偏轴拉伸强度预测、AS4/3501–6和Glass/Epoxy的离轴压缩强度预测，以及E-glass/RP528和T800H/2500的断裂角预测。通过这些比较，结果表明新准则在大多数情况下比Puck准则更接近实验结果，尤其是在预测复合材料的σ22-τ21失效包络、离轴拉伸和压缩强度以及断裂角方面，新准则显示出更高的准确性和可靠性。此外，研究还建立了横向拉伸强度、横向压缩强度和横向剪切强度之间的关系，为难以通过实验测量的S23提供了一种预测方法。

　　图 7. 预测的离轴抗压强度与实验数据的比较。（a）AS4/3501-6。（b）玻璃/环氧树脂。

　　该研究提出的脆性纤维增强复合材料基体失效准则克服了传统准则依赖经验参数的局限性，其预测结果更准确且与实验数据高度一致，证实了其适用性。此外，该准则还建立了三个横向基本强度 (Yt、Yc 和 S23) 之间的关系，为预测难以通过实验测量的横向剪切强度提供了有效方法。

　　原标题：《南航陈普会教授团队Top期刊:一种与经验参数无关的脆性纤维增强复合材料基体破坏准则》