?。?）在應力分析的基礎上，判斷先失效的單層是發生局部疲勞破壞還是發生局部靜力破壞；

 

　　（2）對于發生疲勞破壞的單層，計算循環應力引起的累積損傷和疲勞壽命，對于發生靜力破壞的單層，計算和靜力破壞等效的疲勞累積損傷；

 

　?。?）選擇合適的剛度退化準則對發生疲勞破壞或靜力破壞的單層進行剛度退化；

 

　?。?）返回第1 步重復上述過程，直到隨著各單層逐次失效終導致層壓板結構總體失效，用失效單層的疲勞壽命累積和表示層壓板疲勞壽命。

 

　　采用經典層板理論計算層壓板中各單層的應力分布。

 

　　經典層壓板理論基于以下3 個假設：

 

　　(1)層間變形一致假設：層壓板各單層之間粘和牢固，層間變形一致，無相對位移；

 

　　(2)直法線假設：變形前垂直于板中面的直線在變形后仍保持垂直，且長度不變；

 

　　(3)平面應力狀態假設：層壓板中各單層都可近似地認為處于平面應力狀態。

 

　　對局部高斯點的疲勞和靜強度失效，有兩種剛度退化法。

 

　　一種是簡單的取消剛度的辦法，即基體失效時令

 

　　Q12=Q22=Q66=0，

 

　　Q11保持不變；纖維失效時，進一步令Q11=0。

 

　　另一種是采用所謂0.4Em剛度退化準則，這是Tsai通過細觀力學分析得出的，?；w失效時，E1、V12保持不變，而E2下降至0.56E2，G12下降至0.44G12。計算表明，與簡單退化剛度相比，0.4Em準則并沒能使疲勞和剩余強度計算結果更加接近試驗，有時甚至得到不合理的結果，同時使得計算迭代的時間大大加長。所以，終還是采用簡單退化剛度法。

 

　　失效分析

 

　　在一定的載荷p 作用下，層壓板可能發生靜力破壞，也可能發生疲勞破壞。如前所述，這取決于外載荷與先失效強度的比較。如果外載荷p 大于先失效強度Fstrg，那么某個單層的纖維被立即拉斷，或基體立即開裂，然后根據失效模式對層壓板作相應的剛度退化，應力重新分布，沒有疲勞壽命可言。值得指出的是，在疲勞分析系統中，靜力破壞不僅僅使失效層的剛度退化，同時也改變該層的疲勞性能。因為發生靜力破壞的單層，必定在某個方向也喪失了疲勞承載能力，所以必須把靜力破壞折算成等效的疲勞累積損傷，換言之：發生靜力破壞的單層也消耗了一定數量的疲勞壽命。具體做法是：如果發生纖維斷裂，則將該層的面內縱向、橫向和剪切應力引起的累積損傷量D1、D2 和D12 均置為1，如果發生基體破壞，將面內橫向應力引起的累積損傷量D2 置為1。如果外載荷p小于先失效強度Fstrg，則發生疲勞失效，隨之作疲勞分析，包括疲勞壽命和累積損傷計算，對失效層，只考慮纖維斷裂和基體失效兩種疲勞失效模式，并作相應的剛度退化。

 

　　層壓板層間應力及其計算方法

 

　　層壓板是由不同鋪設方向的兩層或多層單層材料粘和而成的結構元件，在經典層板理論中，在面內應力作用下多向層壓板的每一單層都被認為處于平面應力狀態，層與層之間的應力為零。由于層壓板是由性能不同的單層板粘合而成，在載荷的作用下，各單層板變形情況不同，但通過粘結構成一整體協調變形，各層之間必須由相互變形協調存在應力分布，其中有層間剪應力和正應力存在，實際上層壓板自由邊或孔邊上層間剪應力很高，從而導致這些邊界區域脫膠分層，層間應力是復合材料特有的破壞機理之一。