爆炸分离技术已发展成为航空发动机包容试验中复合材料叶片飞断控制的关键技术,为探究不同埋药槽深对碳纤维增强复合材料层合板爆炸分离损伤模式的影响,采用数值模拟和试验研究相结合的方法,研究层合板在爆炸作用下的损伤过程、加速度响应与动能变化趋势,分析了层合板爆炸分离的破坏模式和机理。结果表明针对25 mm厚层合板,当两侧开槽深度为3 mm时,部分冲击波沿厚度方向形成压缩和拉伸波使纤维出现断裂损伤,部分反射拉伸波沿层间传播使层合板出现分层损伤,层合板未被切断;当两侧开槽深度增大到3.5 mm时,冲击波主要沿厚度方向形成压缩和拉伸波使纤维出现大面积断裂损伤,层合板被完整切断;爆炸产生的能量可以限制在局部范围内,传递给层合板的额外动能较小。该研究成果可为复合材料叶片的爆炸飞脱研究提供先验知识。

利用MTS试验系统,研究了珊瑚混凝土的早期强度增长规律、单轴压缩强度的尺寸效应、破坏模式以及损伤演化特征。结果表明:海水拌制的珊瑚混凝土具有明显的早强特点,养护3 d和7 d试件的相对强度分别可达到0.84和0.90;高径比(长宽比)对试件的单轴压缩强度有较大影响,高径比(长宽比)越大,试件的峰值强度越大,残余强度越小,且表现出显著的脆性破坏特征;单轴压缩条件下,珊瑚混凝土的破坏模式以张拉破坏为主,其破坏形态为断裂裂纹贯穿骨料破坏;借助声发射系统,监测到声发射振铃数与试件的宏观力学性能紧密相关。

从分别列出加筋板面板以及加强筋的运动方程出发，分析了爆炸载荷作用下双向加筋固支方板的大挠度塑性动力响应。分析表明：取决于加强筋的相对刚度以及爆炸载荷峰值的大小，加筋板的运动将呈现3种不同的模式。该文限于讨论加筋板的总体变形模式，具体讨论了十字加筋以及双十字加筋固支方板在忽略弯矩影响下的薄膜解法。理论结果与已有的试验结果在多数情况下符合良好，表明该文提出的简化理论分析方法能对爆炸载荷下双向加筋方板的永久变形做出较为合理的预报。

针对纵横向性能差异较大的纤维增强复合材料构件采用机械连接时,材料的弱方向也可能承受较大拉力作用的现实,设计了6组对比试验,研究了单螺栓连接时接头边距/孔径比的变化对其破坏模式与破坏荷载的影响规律并结合有限元对破坏机理进行了分析。结果表明：材料弱方向受拉的复合材料机械连接接头极容易发生孔边拉断破坏;增大边距/孔径比并不能控制接头不发生孔边拉断破坏,并且接头破坏荷载随边距/孔径比的增大逐渐趋于稳定。复合材料的弹脆性力学特点、孔边应力集中以及孔边应力分布随边距/孔径比的增大趋于稳定是以上试验现象发生的本质原因。

对比研究了7根试验梁(1根对比梁和6根粘贴一层混编纤维及两层层间混杂纤维加固损伤的混凝土梁)的承载力、刚度及破坏模式。结果表明:加固后,开裂荷载、极限荷载的提高程度明显高于屈服荷载,粘贴一层布发生适筋梁破坏,层间混杂纤维布加固试验梁承载性能提高更为显著,纤维布呈逐级断裂状态,最后发生剥离破坏;混杂纤维加固后延性也有一定改善,粘贴两层纤维布的混凝土梁,受弯区裂缝发展密集,最后FRP布剥离破坏,建议采用两层布时应该增加U型箍的数量,以提高抗剥离能力。

为研究冲击荷载下型钢混凝土梁的动态响应及破坏模式,使用有限元软件建立型钢混凝土梁冲击仿真模型,并用相关试验结果验证模型的有效性。研究了刚体冲击速度、混凝土强度等级、支座约束条件、箍筋间距等参数对型钢混凝土梁冲击响应的影响,对不同冲击速度下型钢混凝土梁的破坏模式进行了分析。结果分析表明:冲击速度和约束条件对型钢混凝土梁的冲击变形影响显著;箍筋间距、混凝土强度对抗冲击变形影响较大;随着刚体冲击速度的增加,梁的整体破坏模式发生改变。