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龙图腾网获悉重庆大学申请的专利一种碳纤维增强复合材料层板II型层间断裂韧性的预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115410669B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211077732.1，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种碳纤维增强复合材料层板II型层间断裂韧性的预测方法是由龚愉;蒋林飞;夏开心;姚建尧;张建宇设计研发完成，并于2022-09-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种碳纤维增强复合材料层板II型层间断裂韧性的预测方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种碳纤维增强复合材料层板II型层间断裂韧性的预测方法，包括以下步骤：1设计制造具有不同界面角度的复合材料试样；2采用端部缺口弯曲装置开展分层试验，获得II型断裂韧性；3建立有限元模型，采用奇异性单元捕获裂尖应力场；编写用户子程序，计算不同界面试样的裂尖损伤区，基于损伤区宽度大小和裂尖应力场分析，建立以界面角度为自变量的II型断裂韧性模型；4将0°0°界面断裂韧性GIIC0°,0°和0°90°界面断裂韧性GIIC0°,90°代入模型，得到模型参数B1和B2；5利用断裂韧性模型，预测其他θ1θ2界面试样的II型断裂韧性。本发明通过对碳纤维增强复合材料层板典型界面的断裂韧性测试，预测任意其他界面试样的II型断裂韧性，便于工程应用，并可降低试验成本。

本发明授权一种碳纤维增强复合材料层板II型层间断裂韧性的预测方法在权利要求书中公布了：1.一种碳纤维增强复合材料层板II型层间断裂韧性的预测方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤1，设计制造具有0°0°、22.5°-22.5°、45°-45°、90°90°、0°45°、0°90°分层界面的碳纤维增强复合材料层板试样； 所述步骤1的碳纤维增强复合材料层板是由碳纤维和树脂结合的单向带预浸料制成的； 步骤2，对上述复合材料层板试样，采用端部缺口弯曲ENF装置开展II分层试验，利用梁理论处理实验记录的载荷、位移和分层长度数据，获得II型层间断裂韧性的试验值； 所述步骤2中II型层间断裂韧性的具体计算公式为： 其中，P和δ分别是对试样施加的载荷与位移，a和B分别是试样的有效分层长度和宽度，L是跨距； 步骤3，采用ABAQUS软件建立ENF试验的三维有限元模型，裂尖采用奇异性单元以准确捕获裂尖应力场；编写用户自定义子程序，定义材料失效准则，获得不同界面角度铺层试样的裂尖损伤区，基于损伤区大小和和裂纹尖端应力场分析，提出复合材料层板II型断裂韧性的理论模型； 所述步骤3采用修正的最大应力失效准则评估裂纹尖端的损伤区；根据修正的最大应力失效准则，考虑到复合材料层板的横观各向同性，基体开裂由遵循莫尔圆理论的最大主应力决定，最大主应力和基体开裂角度分别表示为： 其中，σ22、σ23、σ33是单层横向面内主轴坐标系下的应力分量；根据修正的最大应力失效准则，当最大主应力超过单向层板的平面内剪切强度时，相邻层板内的基体开裂，且基体开裂角度垂直于最大主应力方向；为评定分层中临近分层界面铺层的损伤深度，选定满足能量释放率等于分层断裂韧性时的数值计算步为“基准时刻”；因此评估分层扩展过程中临近分层界面铺层损伤的准则可表示为： 其中，f是层内损伤的失效指数，是层板的面内就位剪切强度；修正后的最大应力破坏准则通过用户子程序UVARM在ABAQUS中实现，失效指数f被定义为单元输出量； 所述步骤3将任意界面多向层板的II型分层断裂韧性分为三个部分：一部分是界面无关的断裂功，第二部分是与界面相邻两个铺层相关的基体损伤，第三部分是这两个铺层的交互作用造成的基体损伤；在II型载荷下，垂直于纤维方向的面内应力将导致层内损伤和横向开裂，该应力是一个与界面角度相关的正弦函数；基于损伤区宽度大小和裂纹尖端应力场分析，提出复合材料层板II型断裂韧性的理论模型，理论模型的具体表达式如下： GIICθ1,θ2＝G0+B1sin|θ1|+sin|θ2|+B2sin2|θ1+θ2| 其中，GIICθ1,θ2代表任意具有θ1θ2界面试样的II型断裂韧性，G0的值等于0°0°界面试样断裂韧性GIIC0°,0°，B1和B2为模型参数；该模型为层板任意分层界面角度情形下II型断裂韧性的解析公式，该公式以临近分层界面铺层的角度为自变量，可充分反映II型断裂韧性的分层界面角度依赖性； 步骤4，将试验获得的0°0°界面试样断裂韧性GIIC0°,0°和0°90°界面试样断裂韧性GIIC0°,90°代入理论模型，计算得到模型参数B1和B2； 步骤5，利用获得的B1和B2数据，以及上述步骤3的复合材料层板II型断裂韧性理论模型，预测任意其他θ1θ2界面试样的II型断裂韧性，通过对比预测值与试验结果，验证理论模型的有效性。

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