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[高分] 学位论文 Deformation and Failure Behaviour of Self-reinforced Polypropylene and Self-reinforced Polypropylene/steel Fibre Metal Laminate
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Deformation and Failure Behaviour of Self-reinforced Polypropylene and Self-reinforced Polypropylene/steel Fibre Metal Laminate 本论文讨论了基于SRPP和低碳钢的自强聚丙烯（SRPP）和纤维金属层压板（FML）失效相关的材料行为。与传统的纤维增强复合材料相比，单一聚合物复合材料如SRPP相对较新，虽然已有研究探讨最佳制造方法，但深入探讨SRPP失效行为的研究相对较少。此外，SRPP因其独特的结构，表现出与大多数传统纤维增强聚合物截然不同的行为。因此，除了受影响时，关于基于SRPP的FML行为的了解也有限。鉴于这些材料在许多应用中具有广泛的潜在用途，尤其是那些能够享受回收、高抗冲击性和减重的材料，对这些材料的理解将非常宝贵。因此，对SRPP和SRPP/钢材FML的失效及相关变形行为进行了研究。材料行为通过在单轴拉伸下的不同增强方向，以及在面内双轴和面外弯曲变形下的不同试样几何形状进行研究，适用于SRPP和FML。此外，研究了不同厚度的样品在单轴拉伸下的SRPP，这些样品表现不同，并为破坏机制提供了重要见解。分析结合显微镜和表面应变分析，这些方法可有效研究SRPP中各种损伤类型及其与SRPP和FML失效的关系。在这项研究中，揭示了各种类型的损伤及相关机制，其中一些此前文献中未曾报道。其中最重要的方面之一是，针对不同材料和载荷条件，识别出导致材料失效的关键损伤机制。其中包括SRPP中一种特定类型的基体损伤，该损伤被发现会导致异常高的应变浓度，进而在某些情况下导致材料失效。研究发现，某些标本表现出阻碍损伤生长的机制，可以抑制此类损伤导致的失效。研究发现，损伤发展过程及其与失效行为的关系，可能取决于以下一个或多个因素，其中一些相关：损伤类型、韧性机制的存在或缺失、裂纹传播方式、钢筋方向、织造几何形状、对局部损伤的敏感度、载荷状况、材料厚度， 以及整合质量。其中一些因素会影响失效行为，以至于同类型的试样在相同载荷条件下，可能在材料不同区域、不同破坏机制下失效。 |
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