题目：连续纤维增强金属基复合材料连接接头力学分析

连续纤维增强金属基复合材料的连接接头存在纤维间断、材料结合界面复杂等特点。接头区域在工作环境下，材料的结合界面会产生应力的不规则分布，对接头的性能有重要的影响，因此研究连接接头区域的力学行为对评估接头的合于使用性有重要意义。本文根据连续纤维增强金属基复合材料连接接头的增强纤维与夹层金属的结合状态，分为理想结合(bonded interface)和剥离状态(de-bonded interface)两种情况进行讨论。在理想结合情况下，分析了接头区纤维主应力与其表层剪应力计算的理论模型，利用有限元方法得到了纤维的应力分布特点。进而分析在此种情况下，夹层金属与基体金属弹性模量的比值的改变对接头区纤维和夹层金属应力分布造成的影响；根据夹层金属内应力分布特点分析了夹层金属厚度对接头强度的影响。基于界面端点应力分析的计算模型，结合有限元方法得到了夹层金属与纤维结合点应力分布不规则的特点，并比较了两种结合状态下应力极值的差异。对于增强纤维和夹层金属剥离状态的情况，考察了当夹层金属与基体金属为同一种材料时裂纹的属性，发现即使在这种情况下，裂纹依然是复合型裂纹。比较了不同结合状态下接头区各相材料的应力分布情况，分析了在剥离状态下，夹层金属在垂直于纤维方向的应力分布特点。通过分析认为增强纤维与夹层金属的结合状态对接头的性能有重要影响。