● 摘要
金属基复合材料(Metal Matrix Composite, MMC)因其高比刚度、高比强度等优良材料性质，应用日益增多，尤其是在航空工程领域备受青睐。对金属基复合材料结构的损伤和失效的研究也成为热点课题。
MMC的损伤失效通常有三种形式：基体内部孔洞成核汇聚导致基体失效，增强体损伤与断裂，增强体与基体脱粘失效。MMC的损伤和失效主要取决于断裂发生和扩展的局部过程，因此失效对增强体的分布、尺寸以及界面强度等局部参数比较敏感。
本文从细观力学角度出发，研究单向纤维增强的金属基复合材料的损伤与失效。目前，界面失效和基体失效研究的比较多，而纤维断裂失效研究相对欠缺的原因之一便是纤维断裂通常是离散态，而单胞模型研究方法在纤维离散断裂的情况下不能很好应用，因此建立一个考虑纤维离散断裂的损伤模型，通过数值模拟的方法研究材料的失效过程。
同时，本文应用商业有限元软件ABAQUS对同样材料参数的复合材料建模，模拟拉伸等过程的材料损伤与失效，与由细观力学所建立的模型数值模拟计算结果进行对比和分析；应用层板模型对复合材料建模，与实验数据对比分析，评估多种模拟方法。结果可用于分析复合材料损伤的演化过程，指导复合材料的设计，并有助于材料实际的工程应用。