[发明专利]一种碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法与本构模型

权利要求书

1.一种碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采用MTS万能试验机对碳纤维复合材料试件进行轴向的准静态压缩，得到碳纤维复合材料试件的低应变率压缩性能；

步骤2、通过SHPB实验装置对碳纤维复合材料试件进行轴向的动态压缩实验，得到碳纤维复合材料试件的高应变率压缩性能；

步骤3、采用复合材料混合定律验证准静态实验的合理性，采用波形变化关系验证动态压缩实验的准确性，提出联合型屈曲强度计算公式：

式中，σ_cr(T-C)+S为联合型屈曲强度，η为匹配系数，v_m、v_f分别为基体和纤维的体积分数，E_m、E_f分别为基体和纤维的弹性模量，G_m为基体的剪切模量；

步骤4、引入应变率项对实验结果进行拟合，得到碳纤维复合材料轴向压缩的应力应变本构模型。

2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法，其特征在于，步骤4中，准静态，即低应变率情况下，得到准静态应力应变的本构关系为

式中，σ_S为准静态应力，ε_S为准静态应变，为准静态应变率；a，b，c，a₀，a₁，a₂，a₃，a₄，a₅，a₆，a₇，a₈，a₉均为实验常数。

3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法，其特征在于，步骤4中，动态，即高应变率情况下，得到动态应力应变的本构方程为

式中，σ_D为动态应力，ε_D为动态应变，为动态应变率，σ_YD为屈服应力，ε_YD为屈服应变，ε′_D为转换应变，ε_ref为参考应变；A₀，A₁，A₂，A₃，A₄，A，B均为实验常数。