浅谈纤维增强复合材料的快速裂纹扩展

写得非常出色的论文，“玻璃纤维增强聚合物复合材料的动态模态裂纹扩展模型:断裂能和破坏机制”，Liu, Y, van der Meer, FP, Sluys, LJ, Ke, L，工程断裂力学，2013,43 (2)，2021，应用数值模型研究了玻璃纤维增强聚合物中裂纹扩展的动力学特性。这篇论文是一个学校的论文应该如何写的例子。每件事都描述得很好，并按照逻辑顺序精心安排。推荐阅读，尤其是对年轻的科学家。

在最近对几份提交给知名期刊的手稿的审查中，我认为我看到了科学风格日益肤浅的趋势。读者通常会参考其他文章来了解变量的定义、假设、背景等，而且很少会参考作者自己以前的作品。读书成了真正的痛苦……无论什么。本文不存在所有这些障碍。随着对独特的技术写作的兴奋，阅读变得愉快，对主题的兴趣也随之增长。

所采用的理论包括聚合物基体的断裂、增强材料与基体界面的脱粘以及材料粘弹塑性行为引起的能量耗散。过程区域被定义为包含具有启动脱聚的拉伸应力的位置的区域。有趣的是，许多初始的内聚点从未对全局裂纹做出贡献，这意味着过程区域的定义也包括裂纹尖端的屏蔽。也许不太正统，但绝对没问题。正如我所说，这是一篇写得很好的论文。

对不同试样尺寸和不同加载速度下的一系列数值模拟进行了分析。采用智能隐式动态求解方案代替显式动态分析。的动态版本J-积分被用作能量释放率的度量。

用Perzyna启发模型给出了聚合物基体的粘塑性特性，其指数为mP略大于7时，应在尖锐裂纹尖端周围留下一个主要的塑性应变场。材料的奇异解国会议员> 1有一个渐近的行为，不允许任何能量流到点状裂纹尖端。这与许多有金属的金属形成对比国会议员< 1，形成渐近弹性裂纹尖端应力场，简化了分析。

作者通过引入黏聚区来模拟裂纹的起裂和扩展，消除了不方便的奇异性。这提供了一个长度尺度，允许能量流来供给解胶过程和裂纹扩展。采用Camacho和Ortiz(1996)实现内聚区域的方法。随着裂纹尖端速度的增加，维持稳态裂纹扩展所需的有限能量释放率单调增加。局部最小值的缺失意味着突然的裂纹停止，如Freund和Hutchinson(1985)对a国会议员< 1且尖端为点状裂纹，不可能发生。对于目前的聚合物，裂纹尖端速度总是稳定的，并且是唯一由能量通量给出的。突然的裂纹止裂需要一个有限的最小能量，低于这个能量，裂纹就不能扩展。

说到这里，我不禁想到，具有相同韧性的材料，但具有较大的内聚应力和较小的裂纹尖端开口，使得内聚区较短，可能会像点状裂纹尖端一样受到粘塑性屏蔽，随着裂纹扩展速率的增加而减小。这使得裂缝加速并跳跃到足够高的速度，从而被惯性平衡。这可能意味着裂纹的增长速度是瑞利波速度的相当大的一部分。

我不知道有这样的研究。如果有的话，我想知道会很有趣。如果观察到这种情况，或者这个方向的趋势，也会很有趣。也许是他们研究中的作者。我认为，裂纹止裂也可能对用于轻型压力容器的纤维增强聚合物结构的设计感兴趣，例如用于汽车中的氢燃料。

关于J-积分，给出由积分路径包围的几何物体在给定方向上的无限小平移的能量耗散。从技术上讲，这意味着微裂缝在x1方向。如果微裂纹重复出现，会不会平衡呢?有了许多被建模的微裂缝，我愿意这样认为。

有人知道或者有什么建议吗?也许论文的作者或任何人都想发表评论。请不要犹豫，提出问题或提供其他关于论文，方法，博客或任何相关的想法，

每斯塔尔