玻璃纖維增強(qiáng)鋁合金層板連接孔擠壓性能實(shí)驗(yàn)研究

卓 越， 關(guān)志東， 譚日明， 郭 俊

(北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191)

纖維金屬層板是由金屬薄板和纖維增強(qiáng)樹脂交替鋪疊而成的先進(jìn)航空結(jié)構(gòu)材料。荷蘭Delft大學(xué)和Fokker公司首先研制出纖維金屬層板，早期的纖維金屬層板是由芳綸纖維和鋁合金制成的Arall層板，在此基礎(chǔ)上采用高強(qiáng)度S－2型玻璃纖維代替芳綸纖維研制出玻璃纖維增強(qiáng)鋁合金層板GLARE［1］。

由于其金屬與纖維樹脂交替鋪疊的特殊結(jié)構(gòu)形式，GLARE層板密度低，疲勞特性好，具備良好抗腐蝕和防火特性。而GLARE層板拉伸強(qiáng)度隨應(yīng)變速率增大而增加，當(dāng)其受高速沖擊(如鳥撞)時仍具備良好的抗沖擊特性［2］。另外，GLARE層板具備良好的可設(shè)計性，可以通過調(diào)整鋪層比例和纖維方向最大程度滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性要求。基于上述優(yōu)異特性，GLARE層板引起各國飛機(jī)設(shè)計人員的高度關(guān)注，并已成功應(yīng)用在A380機(jī)身蒙皮上，實(shí)現(xiàn)減重 800kg［3］。

由于螺栓連接和鉚釘連接處是結(jié)構(gòu)潛在薄弱位置，GLARE層板連接性能研究對結(jié)構(gòu)設(shè)計的安全性和高效性具有重要意義。與傳統(tǒng)復(fù)合材料類似，纖維金屬層板連接損傷特性受鋪層形式影響較大，因此研究鋪層形式對層板連接特性的影響對纖維金屬層板在飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用上具有重要作用。

連接性能研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵是擠壓性能，外國學(xué)者從實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬兩個方面對GLARE層板擠壓性能進(jìn)行了大量研究。Slagter［4］通過實(shí)驗(yàn)研究GLARE層板擠壓性能，發(fā)現(xiàn)孔邊擠壓區(qū)域的層間正應(yīng)力導(dǎo)致分層起始，并且分層先于各鋪層屈曲發(fā)生，他認(rèn)為層板分層達(dá)到預(yù)定范圍，鋁層將發(fā)生屈曲從而導(dǎo)致連接破壞。大量學(xué)者［5～7］研究了寬度、端距、厚度等幾何尺寸對GLARE層板連接性能的影響。Wu等［8］通過一系列實(shí)驗(yàn)，提出發(fā)揮纖維金屬層板擠壓極限強(qiáng)度的幾何設(shè)計要求。Krimbalis等［9］通過數(shù)值計算得出玻璃纖維預(yù)浸料屈曲載荷遠(yuǎn)小于鋁合金薄板，由此推斷纖維鋪層對層板擠壓強(qiáng)度貢獻(xiàn)微弱。Frizzell等［10～13］通過實(shí)驗(yàn)研究了GLARE層板擠壓漸進(jìn)損傷并通過有限元取得了較好的模擬結(jié)果。國外對GLARE層板擠壓性能的研究已相對成熟，但因?yàn)閺?fù)合材料性能受成型、加工工藝等因素影響較大，因此對于國產(chǎn)GLARE層板性能的研究，不能完全套用國外的研究成果。

為研究GLARE層板擠壓性能，本工作對三種鋪層形式的國產(chǎn)GLARE層板進(jìn)行單釘雙剪實(shí)驗(yàn)，通過超聲C掃描、斷口微距拍攝和掃描電子顯微鏡對層板孔邊的擠壓漸進(jìn)損傷、分層擴(kuò)展及最終破壞進(jìn)行觀測，分析鋪層形式對GLARE層板擠壓強(qiáng)度、模量、損傷過程和破壞模式的影響。

1 試件及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 試件設(shè)計及實(shí)驗(yàn)設(shè)備

GLARE材料是由鋁合金薄板與玻璃纖維環(huán)氧樹脂預(yù)浸料交替鋪疊形成，擠壓載荷作用下各鋪層間各自承載同時又相互影響，最終表現(xiàn)為宏觀的力學(xué)行為。為研究鋪層對層板擠壓性能的影響，文獻(xiàn)［14］提出的金屬體積分?jǐn)?shù) MVF(metal volume fraction)概念應(yīng)用最為廣泛，MVF值被定義為:

式中:Al為鋁合金;tAl為單層鋁合金板厚度;tlam為玻璃纖維鋁合金層板厚度;p為鋁合金板的層數(shù)。以此方法可以得到各向纖維鋪層體積分?jǐn)?shù)。

表1 GLARE層板連接孔擠壓試件信息Table 1 List of pin－bearing experiment specimens in GLARE laminates

圖1 GLARE層板連接孔擠壓實(shí)驗(yàn)夾持及加載系統(tǒng)Fig.1 Clamping and loading system of pin－bearing experiment on GLARE laminates

設(shè)計制造表1所列纖維金屬比例基本相同、鋪層方式不同的單釘雙剪試件，其中b為層板名義厚度，d為開孔直徑。試件由國產(chǎn)S－4型玻璃纖維環(huán)氧樹脂預(yù)浸料和2024－T3薄板經(jīng)熱壓灌層壓而成。鋁板名義厚度 0.254mm，纖維預(yù)浸料名義厚度0.15mm，纖維體積含量73%。試件面內(nèi)尺寸和實(shí)驗(yàn)方法均按照 ASTM D5961/D5961M—05［15］標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。實(shí)驗(yàn)采用圖1標(biāo)準(zhǔn)夾具夾持，在濟(jì)南時代試金WDW－200E型材料試驗(yàn)機(jī)上加載，加載過程中采用東測WY－10/50－SL型電子引伸計測量層板擠壓變形。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

首先進(jìn)行GLARE層板連接孔擠壓破壞實(shí)驗(yàn)，觀測層板擠壓失效特性和最終破壞模式，并得到其擠壓強(qiáng)度;然后針對其余試件施加不同大小的擠壓載荷，加載完成后對試件進(jìn)行超聲檢測，再對試件進(jìn)行切片，并用掃描電子顯微鏡觀測，分析GLARE層板擠壓過程中鋁板、纖維預(yù)浸料內(nèi)部損傷和分層的相互關(guān)系以及對層板擠壓承載能力和破壞模式的影響。

切片位置如圖2所示，實(shí)驗(yàn)觀察剪豁破壞試件的擠壓和剪豁截面，凈拉伸破壞試件擠壓和凈拉伸界面以及擠壓破壞試件的擠壓截面。約定加載方向?yàn)樵嚰v向，垂直載荷方向?yàn)樵嚰M向。

圖2 斷口分析截面示意Fig.2 Definition of planes of interest

2 GLARE層板擠壓漸進(jìn)損傷特性

2.1 擠壓破壞實(shí)驗(yàn)結(jié)果

共進(jìn)行3組擠壓破壞實(shí)驗(yàn)，表2所示為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中S為層板釘孔名義截面積，Cv為離散系數(shù)，離散系數(shù)表明實(shí)驗(yàn)具有較好的重復(fù)性。三組實(shí)驗(yàn)所得載荷－位移曲線基本一致，以每組1號試件為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，其應(yīng)力－應(yīng)變曲線如圖3所示。

圖3 GLARE層板擠壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)力－應(yīng)變曲線Fig.3 Experimental bearing stress－strain curves of the bearing test specimen

擠壓初始階段，層板孔邊變形隨載荷線性增加，發(fā)生初始損傷后，層板剛度下降，應(yīng)力－應(yīng)變曲線斜率減小。損傷擴(kuò)展階段，孔邊變形隨加載繼續(xù)增加，達(dá)到最大載荷后，層板剛度降為零，層板應(yīng)力逐漸降低，最終發(fā)生破壞。由圖3中應(yīng)力－應(yīng)變曲線可知，擠壓初始階段纖維鋪層方式不同的三組層板擠壓剛度基本相同，損傷起始后，各鋪層層板應(yīng)力－應(yīng)變曲線產(chǎn)生較大差異。結(jié)合文獻(xiàn)［11］可以推斷擠壓初始階段層板主要依靠鋁層承載，鋁層發(fā)生屈服后，纖維鋪層方式影響層板力學(xué)性能。

為研究鋪層形式對層板擠壓損傷性能的影響，在破壞實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上每組層板各取3件進(jìn)行分級加載實(shí)驗(yàn)，并通過超聲C掃描、斷口微距拍攝和掃描電子顯微鏡對層板孔邊的擠壓漸進(jìn)損傷、分層擴(kuò)展及最終破壞進(jìn)行觀測，分析鋪層形式對GLARE層板擠壓強(qiáng)度、模量、損傷過程和破壞模式的影響。

表2 GLARE層板連接孔擠壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Pin－bearing test results of GLARE laminates

2.2 GLARE 2A層板連接孔擠壓漸進(jìn)損傷特性

選取最大載荷58%、93%、100%為目標(biāo)載荷進(jìn)行分級加載，并結(jié)合破壞試件進(jìn)行擠壓漸進(jìn)損傷分析。為便于說明加載各階段損傷情況，于圖3單獨(dú)列出三組GLARE層板連接孔擠壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線，GLARE 2A層板連接孔擠壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線中各標(biāo)注點(diǎn)載荷與圖5相對應(yīng)。

最大載荷58%時，孔邊無明顯變形，而超聲C掃描結(jié)果顯示孔邊有少許分層損傷。由于擠壓過程中，各鋪層均產(chǎn)生相同變形，如圖4所示，卸載后各鋪層發(fā)生不同程度的回彈，而擠壓截面顯示孔邊纖維超出鋁合金區(qū)域而預(yù)浸料中未見明顯損傷，說明鋁合金局部已產(chǎn)生塑性變形;剪豁截面顯示鋪層內(nèi)部及層間沒有明顯損傷，由此判斷此階段層板孔邊出現(xiàn)擠壓損傷，隨擠壓載荷增大，鋁合金塑性變形，層間變形不協(xié)調(diào)引起分層起始，層板擠壓剛度下降。

最大載荷93%時，層板剛度大幅下降，孔邊擠壓區(qū)域仍無明顯變形，超聲C掃描顯示相比最大載荷58%時，分層區(qū)域沒有明顯擴(kuò)展。擠壓截面顯示鋁合金與纖維鋪層在孔邊發(fā)生局部屈曲，但預(yù)浸料內(nèi)部纖維基體沒有損傷。剪豁截面顯示，靠近開孔位置的0°鋪層出現(xiàn)少量基體開裂，而纖維未見損傷。

最大載荷100%時，層板剛度接近于零，孔邊變形擴(kuò)大，在孔邊兩切線內(nèi)層板朝面外鼓起。超聲C掃描顯示孔邊分層區(qū)域類似三角形擴(kuò)展，而三角形兩邊通過孔邊切點(diǎn)。剪豁截面顯示孔邊位置預(yù)浸料大量開裂，而其余位置纖維預(yù)浸料和鋁合金鋪層均完好。

圖4 加載后孔邊各鋪層變形示意［10］Fig.4 Schematic showing the mechanisms behind the protrusion of the glass layers beyond the aluminum layers at high load［10］

超過最大載荷之后，隨著孔邊位移增大，層板承載能力逐漸降低。預(yù)浸料沿初始裂紋方向逐漸擴(kuò)展，鋁合金橫向開裂并引起厚度方向相同位置預(yù)浸料橫向起裂然后縱向擴(kuò)展。預(yù)浸料中的裂紋擴(kuò)展伴隨層板內(nèi)部分層演化。超聲C掃描顯示，層板分層區(qū)域局限在從孔邊起始的兩條裂紋之間。

擠壓初始階段GLARE 2A層板主要由孔邊與螺栓接觸位置的鋁合金鋪層承受擠壓載荷。擠壓載荷作用下，鋁合金發(fā)生塑性變形引起層板擠壓起始損傷，隨載荷增大擠壓位置鋪層間變形不協(xié)調(diào)造成鋪層間出現(xiàn)分層。擠壓區(qū)域鋁合金大面積屈服之后，層板剛度下降，層板主要由玻璃纖維預(yù)浸料繼續(xù)承載。載荷進(jìn)一步增大，釘孔切線位置預(yù)浸料基體開裂，層板剛度急劇下降。此后擠壓載荷由孔邊兩側(cè)鋁合金和擠壓方向預(yù)浸料共同承當(dāng)，載荷隨螺栓位移緩慢增大，釘孔兩側(cè)鋁合金出現(xiàn)裂紋，裂紋沿擠壓方向擴(kuò)展至端部，載荷突降，最終發(fā)生剪豁破壞。

2.3 GLARE 2B層板連接孔擠壓漸進(jìn)損傷特性

選取最大載荷60%、85%、100%為目標(biāo)載荷進(jìn)行分級加載，并結(jié)合破壞試件進(jìn)行擠壓漸進(jìn)損傷分析。圖3中GLARE 2B層板擠壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線中各標(biāo)注點(diǎn)載荷與圖6相對應(yīng)。

最大載荷60%時，孔邊未見除夾具壓痕以外的其他損傷，通過超聲C掃描檢測層板內(nèi)部無分層。而擠壓截面顯示孔邊纖維超出鋁合金區(qū)域，與GLARE 2A層板類似，可見擠壓過程中GLARE層板中鋁合金優(yōu)先產(chǎn)生塑性變形，鋁合金塑性引起層板起始損傷，使層板剛度下降。

加載至85%最大載荷，層板剛度下降，孔邊有明顯擠壓變形，擠壓局部朝面外鼓起，超聲C掃描結(jié)果顯示鼓起區(qū)域發(fā)生分層。擠壓截面顯示，孔邊預(yù)浸料與鋁合金回彈變形不協(xié)調(diào)加劇，而凈拉伸截面孔邊各鋪層整齊且內(nèi)部完好。

最大載荷100%時，層板剛度接近于零，孔邊出現(xiàn)兩條橫向裂紋，變形區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大并在擠壓正前方形成一道弧形褶皺，孔邊擠壓分層區(qū)域增大并沿裂紋橫向擴(kuò)展。擠壓截面中預(yù)浸料開裂，鋁合金完好;凈拉伸截面中90°纖維平直完整。由此可知，擠壓載荷引起鋁合金形成表面裂紋，基體損傷導(dǎo)致預(yù)浸料開裂。

螺栓位移繼續(xù)增大，孔邊裂紋沿厚度方向延伸，鋁合金鋪層均發(fā)生開裂;鋁合金和預(yù)浸料中裂紋橫向擴(kuò)展至層板兩側(cè)，最終導(dǎo)致層板凈拉伸破壞，完全喪失承載能力。C掃結(jié)果顯示層板損傷沿橫向擴(kuò)展，而擠壓分層面積與載荷最大時刻基本相同，說明最大載荷以后各鋪層迅速開裂，此階段擠壓載荷主要由開孔截面承受，而凈拉伸截面中90°纖維平直完整。由此可知，鋁合金內(nèi)部裂紋擴(kuò)展和預(yù)浸料基體損傷是GLARE 2B層板擠壓載荷下發(fā)生凈拉伸破壞的主要原因。

擠壓載荷作用下，GLARE 2B層板首先由孔邊鋁合金鋪層承擔(dān)擠壓載荷，鋁合金進(jìn)入塑性后，孔邊預(yù)浸料繼續(xù)承載。載荷進(jìn)一步增大，釘孔兩側(cè)鋁合金表面出現(xiàn)裂紋并且預(yù)浸料基體開裂，層板剛度急劇下降。此后釘孔兩側(cè)區(qū)域鋁合金和預(yù)浸料共同承載，載荷隨螺栓位移緩慢增大，孔邊各鋪層裂紋橫向擴(kuò)展至端部，載荷突降，最終發(fā)生凈拉伸破壞。

2.4 GLARE 3層板連接孔擠壓漸進(jìn)損傷特性

選取最大載荷45%、85%、100%為目標(biāo)載荷進(jìn)行分級加載，并結(jié)合破壞試件進(jìn)行擠壓漸進(jìn)損傷分析。圖3中GLARE 3層板擠壓應(yīng)力－應(yīng)變曲線各標(biāo)注點(diǎn)載荷與圖7相對應(yīng)。

最大載荷45%時，孔邊無可見變形并且超聲C掃描結(jié)果也未見明顯損傷。觀察擠壓截面，孔邊纖維超出鋁合金區(qū)域，可知鋁合金局部已產(chǎn)生塑性變形而預(yù)浸料中未見明顯損傷，可見孔邊鋁合金塑性變形是層板起始剛度下降的主要原因。

最大載荷85%時，層板剛度大幅下降，孔邊擠壓區(qū)域明顯變形，并向面外鼓起，超聲C掃描結(jié)果顯示鼓起區(qū)域發(fā)生分層。擠壓截面顯示，孔邊預(yù)浸料超出鋁合金區(qū)域擴(kuò)大，說明孔邊鋁合金大量進(jìn)入塑性，對擠壓承載貢獻(xiàn)微弱，鋁合金塑性變形導(dǎo)致的鋪層間變形不協(xié)調(diào)成為分層起始的主要原因，此時0°鋪層內(nèi)少量纖維屈曲折斷。

圖5 GLARE 2A層板擠壓漸進(jìn)損傷過程Fig.5 Phenomenon of progressive damage of the GLARE 2A laminate during the loading procedure of the bearing experiment(a)501MPa;(b)801MPa;(c)862MPa;(d)after the maximum stress

圖6 GLARE 2B層板擠壓漸進(jìn)損傷過程Fig.6 Phenomenon of progressive damage of the GLARE 2B laminate during the loading procedure of the bearing experiment(a)545MPa;(b)772MPa;(c)909MPa;(d)after the maximum stress

最大載荷100%時，孔邊變形和分層區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，擠壓截面中預(yù)浸料中基體多處開裂，0°鋪層大量纖維屈曲折斷。由此推斷，層板擠壓載荷主要由0°纖維承擔(dān)，基體開裂減弱了對纖維的支撐作用，導(dǎo)致纖維屈服強(qiáng)度降低。0°纖維折斷導(dǎo)致層板擠壓承載能力下降。

0°鋪層大量纖維折斷后，載荷隨位移的增加而降低，承載能力下降，層板內(nèi)部纖維基體破壞并沿擠壓區(qū)域擴(kuò)展，鋁合金變形進(jìn)一步擴(kuò)大，鋪層間變形不協(xié)調(diào)嚴(yán)重，分層沿孔邊急劇擴(kuò)展，最終各鋪層在孔邊擠壓位置開裂，載荷突降，層板破壞，GLARE 3層板單釘雙剪連接破壞模式為擠壓。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明:GLARE 3層板擠壓起始損傷為鋁合金塑性變形，由此層板剛度開始下降;損傷擴(kuò)展階段，0°纖維主要承受擠壓載荷，鋪層間變形不協(xié)調(diào)導(dǎo)致分層起始和擴(kuò)展;0°纖維屈曲折斷后，層板承載開始下降，剛度接近為零，隨位移增大，纖維基體大量損傷并且分層急劇擴(kuò)展，最終層板發(fā)生擠壓破壞。

圖7 GLARE 3層板擠壓漸進(jìn)損傷過程Fig.7 Phenomenon of progressive damage of the GLARE 3 laminate during the loading procedure of the bearing experiment(a)397MPa;(b)708MPa;(c)885MPa;(d)after the maximum stress

2.5 鋪層形式對連接孔擠壓特性的影響

通過擠壓破壞實(shí)驗(yàn)、分級加載實(shí)驗(yàn)對三種鋪層方式的GLARE層板連接孔擠壓性能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，三組層板起始損傷均由鋁合金鋪層塑性變形引起，損傷起始后各層板剛度下降，但剛度變化趨勢各不相同。由表2可知，三組層板中0°纖維含量越高，擠壓強(qiáng)度越低，而三組層板在擠壓載荷下最終破壞模式各不相同，說明玻璃纖維鋪層方式對層板擠壓特性有較大影響。

GLARE 2A和GLARE 2B層板只有0°或90°方向纖維，擠壓初期兩組層板承載特性基本相同，直至鋁合金塑性變形區(qū)域增大，擠壓載荷重新分配時兩層板擠壓特性出現(xiàn)不同。GLARE 2A層板在釘孔兩側(cè)的預(yù)浸料開裂并隨加載沿縱向擴(kuò)展，而GLARE 2B層板釘孔兩側(cè)預(yù)浸料開裂后裂紋沿橫向擴(kuò)展，厚度方向相同位置的鋁合金也伴隨預(yù)浸料一同開裂。由圖8可知，GLARE 2A因預(yù)浸料中裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致層板最終剪切破壞，說明鋁合金塑性變形后擠壓載荷主要由受壓區(qū)域預(yù)浸料承擔(dān)，而GLARE 2B層板預(yù)浸料和鋁合金鋪層均發(fā)生開裂導(dǎo)致凈拉伸破壞，說明受壓區(qū)域鋁合金塑性變形后擠壓載荷由釘孔兩側(cè)預(yù)浸料和鋁合金共同承擔(dān)。

GLARE 3層板中0°和90°纖維比例相同，加載初始階段層板擠壓性能與其余兩種層板相同，當(dāng)鋁合金進(jìn)入塑性之后，擠壓載荷主要由擠壓區(qū)域0°纖維承擔(dān)。斷口切片顯示各預(yù)浸料鋪層內(nèi)部均出現(xiàn)基體裂紋，部分0°纖維屈曲折斷，而GLARE 2A和2B層板斷口中纖維均平直完整，僅出現(xiàn)基體開裂，說明GLARE 3中基體裂紋擴(kuò)展受到限制。由于0°和90°鋪層相鄰，兩種鋪層內(nèi)部裂紋擴(kuò)展方向相互垂直，因而纖維均對相鄰鋪層裂紋擴(kuò)展造成阻礙，最終各鋪層裂紋均未擴(kuò)展至層板端部或者側(cè)邊。由于基體未完全開裂，對纖維仍起約束和支撐作用，纖維在受壓方向保持一定承載能力，所以鋁合金大量進(jìn)入塑性之后載荷由0°纖維承擔(dān)，隨載荷增大，0°纖維屈曲折斷，最終層板擠壓破壞。

圖8 GLARE 2A層板端部損傷情況Fig.8 Damage location on the edge of GLARE 2A laminate

鋁合金塑性變形后，GLARE 2A層板主要由預(yù)浸料承受擠壓載荷，而基體不斷開裂并沿縱向擴(kuò)展，導(dǎo)致擠壓剛度不斷減小，層板載荷增加緩慢。剪切破壞說明層板最終主要由基體承載，而基體強(qiáng)度均低于纖維和鋁合金，所以GLARE 2A層板擠壓強(qiáng)度最低。GLARE 2B層板釘孔兩側(cè)預(yù)浸料和鋁合金均參與承載，提供較大的擠壓剛度，載荷隨位移增大較快，層板擠壓強(qiáng)度較高。GLARE 3層板預(yù)浸料僅在擠壓區(qū)域內(nèi)開裂，0°纖維承受擠壓載荷，纖維壓縮強(qiáng)度和模量高于基體但又低于纖維金屬層合結(jié)構(gòu)，所以GLARE 3在鋁合金屈服后的模量及最終擠壓強(qiáng)度介于GLARE 2A和GLARE 2B層板之間。

3 結(jié)論

(1)GLARE層板擠壓初始階段主要由鋁合金承載，鋁合金塑性變形造成層板起始損傷，不同鋪層層板損傷擴(kuò)展過程不同:GLARE 2A層板0°鋪層基體開裂并沿纖維方向擴(kuò)展至層板端部，最終發(fā)生剪豁破壞;GLARE 2B層板90°鋪層基體從孔邊沿纖維方向開裂并伴隨鋁合金裂紋橫向擴(kuò)展至層板兩側(cè)，發(fā)生凈拉伸破壞;GLARE 3層板中正交鋪層阻礙內(nèi)部裂紋擴(kuò)展，最終擠壓破壞。

(2)鋪層方式不同導(dǎo)致層板破壞模式不同，三組層板中:GLARE 2A層板基體開裂發(fā)生剪豁破壞，擠壓強(qiáng)度最低;GLARE 2B層板凈拉伸破壞，釘孔兩側(cè)鋁合金與纖維鋪層共同承載，擠壓強(qiáng)度最高;GLARE 3層板擠壓破壞，主要由0°纖維承載，擠壓強(qiáng)度介于GLARE 2A與GLARE 2B層板之間。

(3)GLARE層板擠壓漸進(jìn)損傷特性明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為GLARE連接設(shè)計提供參考。

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