基体开裂、纤维拔出、界面剥离等是碳纤维增强复合材料常出现的局部各向异性损伤现象,这些损伤逐渐扩展,削弱了材料的强度和刚度,影响材料的承载能力。对此利用宏微观摄动理论对位移进行双范围渐进展开,在微观位移中引入损伤应变,通过计算损伤应变集中因子,得到了含损伤的均质化损伤弹性常数(宏观有效刚度矩阵),用平均法和混合法检验了无损情况均质化弹性常数计算的有效性。利用经典的热动力学理论建立了相应的损伤演化方程,结合有限元法得到不同铺层方式的宏观应力-应变关系以及各向异性损伤的演化规律,所得结果与Wang等人(Wang S Z,Journal of Materials Science,1992,27:5483-5496)用相同材料做出的实验数据较为吻合,证明了利用宏微观双范围渐进展开方法分析包含各向异性损伤情况碳纤维增强复合材料力学性质的有效性。
