摘  要：为了探寻织物结构复合材料面内裂纹扩展抵抗机理，真实地反应出碳纤维织物复合材料裂纹扩展特性，建立了含有铺层结构与平纹结构碳纤维复合材料介观尺度模型，使用了有限元分析与实验结合的方法，进行了复合材料面内裂纹扩展行为分析。结果表明：平纹结构裂纹扩展能量密度为1.69 J/mm³，0°/90°铺层复合材料裂纹扩展能量密度为1.47 J/mm³，平纹结构复合材料的裂纹扩展抵抗能力相比0°/90°铺层提升约15%，平纹结构及0/90°铺层复合材料的应力集中系数分别为7.6和12.1。通过有限元分析与非接触式全场应变测量实验结果对比，证实了有限元分析裂纹扩展与实验裂纹扩展的趋势一致。另外，还明确了经纬纱承载的应力分布及经纬纱交叉处载荷传递机理，并发现织物一体结构具备更好的裂纹扩展抵抗力。研究结果可为纺织复合材料裂纹扩展有限元分析及其裂纹扩展性能与寿命预测提供参考。

关键词：大丝束碳纤维；展纤技术；展纤表征；展纤作用

作者简介：王汜辛(1998—), 男, 黑龙江富锦人, 硕士研究生, 主要从事复合材料有限元分析方面的研究

通信作者：倪庆清, E-mail：nqq@zstu.edu.cn