1. Damage evolution in braided composite tubes under axial compression studied by combining infrared thermography and X-ray computed tomography
红外热成像和X射线计算机断层成像相结合的编织复合材料管在轴向压缩载荷下的损伤演化研究
翻译：刘鹏
编织复合材料管由于优良的能量吸收能力已广泛应用于汽车和航天领域，但复杂的编织结构给破坏机理的分析带来挑战。该文提出了一种结合红外热成像和CT扫描的试验测试方法，研究了5种含有不同轴向纤维束数量的二维三轴编织复合材料（2DTBC）管状试样（T3、T6、T9、T12和T18）在轴向压缩载荷下的损伤扩展行为，如图1（a）所示。研究结果表明试样的初始刚度、峰值强度的吸收能量都随着轴向纤维束的增加而增加，如图1（b）所示；红外结果表明T18试样的温升区域明显大于T3试样的温升区域，如图1（c）所示；CT扫描结果表明由于轴向纤维束较少，T3试样的偏轴纤维束剪切破坏导致管壁塌陷，因此式样整体出现逐渐折叠失效模式；而T18试样主要损伤为轴向纤维束的局部微屈曲，整体出现纤维压溃失效模式，如图1（d）和（e）所示。
图1.（a）5种材料几何模型；（b）不同试样力-位移结果对比；（c）T3和T18温度场对比；（d）T3和T18破坏轮廓对比；（e）T3和T18CT扫描结果对比.
Wu Z, Qin S, Zhang P, Pan Z, Hu X, Shi L. Damage evolution in braided composite tubes under axial compression studied by combining infrared thermography and X-ray computed tomography. Compos Struct 2023; 307: 116634.
2. Experimental investigation of mode I fracture energy of adhesively bonded joints under impact loading conditions
冲击载荷下胶接接头I型断裂能的试验研究
翻译：曹俊超
胶接接头已广泛应用于汽车、船舶、飞机等多种工程领域中，接头的强度对结构的安全至关重要。标准的双悬臂梁（double cantilever beam, DCB）试验已经被用来评估准静态加载下胶接接头的I型断裂能，然而由于动态效应，评估其在冲击载荷下的动态断裂能尚存在一定的困难。该文测试了两种胶接DCB试样（双组分脆性环氧胶和单组分韧性聚氨酯胶）的I型断裂能的率相关性。准静态试验采用普通拉伸试验机，加载速率5 mm/min；动态试验采用落锤进行加载，加载速率为1.9 m/s。首先基于准静态试验结果验证了载荷无关方法（load-independent method, LIM）计算断裂能的准确性，然后采用LIM方法计算动态断裂能。试验结果表明环氧胶的断裂能对加载速率不敏感，聚氨酯胶在冲击载荷下的断裂能是准静态断裂能的1.5倍。
图2.（a）基于落锤的动态DCB试验设备；（b）双组分环氧胶的断裂能结果；（c）韧性聚氨酯胶的断裂能结果；
Yamagata Y, Lu X, Sekiguchi Y, Sato C. Experimental investigation of mode I fracture energy of adhesively bonded joints under impact loading conditions. Appl Adhes Sci 2017; 5(1): 7.
3. Soft impact behavior of composite I-beams
复合材料工字梁软体冲击响应研究
翻译：陈小鹏
现阶段，复合材料工字梁广泛应用于承力结构，但对其动态力学响应的研究较为有限。该文基于RTM法制备了[0/90]铺层复合材料工字梁，并研究了其在泡沫铝柱体冲击下的动态力学响应，如图3（a）所示。该文主要工作和结论如下：（1）建立了考虑制造工艺的含富树脂区的铺层复合材料工字梁数值模型，如图3(b)所示，考察试验和仿真中上下缘条的最大位移，验证了所建立数值模型的精度，并对工字梁的结构形式进行改良，减小了富树脂区的影响，如图3（c）所示；（2）对工字梁的比高度h/b和比厚度t/b（h为工字梁高度；t为缘条厚度；b为缘条宽度）进行参数化研究，明确了比高度和比厚度对失效形式的影响，建立了失效图谱，如图3（d）所示；（3）对含聚氨酯夹层的复合材料工字梁的抗冲击性能进行研究，发现夹层宽度低于泡沫铝柱体半径时，复合材料工字梁的抗冲击性能随厚度提升，而夹层宽度继续增大，泡沫铝柱体将穿透缘条，对工字梁整体造成较大损伤，如图3（e）所示。
图3.（a）泡沫铝柱体冲击复合材料工字梁试验示意图；（b）泡沫铝柱体冲击复合材料工字梁仿真示意图；（c）复合材料工字梁结构改良示意图；（d）复合材料工字梁结构失效图谱（W：弯曲刚度；M：质量）；（e）含不同厚度聚氨酯夹层复合材料工字梁冲击损伤对比图。
[1] Long S, Zong H, Liu T, Yao X. Soft impact behavior of composite I-beams [J]. Comput Struct 2023, 304:116477.
4. Influence of strain rate and temperature on mechanical properties of carbon woven-ply PPS thermoplastic laminates under dynamic compression
碳纤维增强PPS基热塑性机织层合板的动态压缩性能应变率和温度影响研究
翻译：顾佳辉
随着热塑性复合材料在航空结构等领域的逐步应用，应变率和温度对其力学性能的影响成为业界关注重点。该文对准各向同性铺层的PPS基热塑性复合材料层合板进行了不同应变率（558~1986/s）和温度（23 ℃、95 ℃、125 ℃）下的面内和面外动态压缩试验。实验结果表明，材料强度和模量随应变率增加而线性增加，且相较于面内性能，面外模量低但强度更高。此外，材料的面内动态压缩性能均受高温时基体玻璃化转变引发的软化效应影响，从而导致强度和模量的明显降低，而面外方向的模量由于粘弹性特征而随温度增加有所升高。从失效机理来看，高应变率都会促进面内和面外加载时的分层破坏，而高温带来的基体塑性增强和软化使得面外加载时试样分层被抑制，但面内压缩时的分层程度加剧。该文增进了热塑性复合材料的动态力学性能认识，为相关复合材料结构设计提供了一定的数据基础。
图4.（a）试样装夹与加载方向；（b）试样面内动态性能随温度的变化；（c）试样面外动态性能随温度的变化；（d）125℃-1228/s面外加载后的试样断口形貌
Wang S, When L, Xiao J, Lei M, Liang J. Influence of strain rate and temperature on mechanical properties of carbon woven-ply PPS thermoplastic laminates under dynamic compression. Polym Test 2020;89:106725.
5. Testing and numerical simulation of a medium strength rock material under unconfined compression loading
中等强度岩石材料无围压压缩载荷试验与数值模拟
翻译：夏荣柱
该文旨在通过数值和试验研究中等强度岩石材料在无围压压缩载荷下直至破坏的响应，无围压抗压强度（UCS）是表征岩石材料特性的最重要参数之一。为了获取岩石的UCS ，该文根据ASTM标准和Mogi标准对中等强度岩石材料进行测试。通过对试验结果的分析发现Mogi标准减少了结果的不稳定性和对试件几何偏差的敏感性。最后，使用有限元法耦合光滑粒子流体力学技术在LS_DYNA中数值模拟了这些试验，数值模拟中岩石采用了KCC(the Karagozian and Case Concrete)模型，该模型由三个独立的固定破坏面组成，它可以根据这些破坏面之间的当前应力状态来考虑损伤累积，同时采用状态方程（EOS）与该模型结合使用，以获取体积响应和偏量响应。最后将数值仿真和试验测量的应力应变曲线和失效模式进行了对比，发现仿真结果与试验结果吻合较好。
图5.(a) ASTM标准和Mogi’s标准的加载示意图；图(b) 试验中ASTM标准和Mogi’s标准加载后试样的失效形貌；图(c) 仿真中ASTM标准和Mogi’s标准加载后试样的失效形貌；图(d) 试验数据与仿真结果的对比。
Mardalizad A, Scazzosi R, Manes A, Giglio M. Testing and numerical simulation of a medium strength rock material under unconfined compression loading. J Rock Mech Geotech Eng, 2018 197-211.
6. Dynamic structural responses of high-performance fiber-reinforced cement composites panels subjected to high-velocity projectile impact loadings
高速弹丸冲击载荷下高性能纤维增强水泥复合材料板的动态结构响应
翻译：魏海涛
该文研究研究了高速弹丸冲击下高性能纤维增强水泥复合材料面板的结构性能。在弹丸冲击试验中，基体强度、试样厚度和弹丸初始速度被视为试验参数。实验后测量每个试样前后表面的穿透深度和焊坑直径，以确认失效模式随参数的变化。此外，利用LS-DYNA程序建立了有限元模型，以评估弹丸冲击载荷引起的面板失效机理。在各种混凝土本构模型中，该文采用了CSC模型，并对材料模型中的几个参数进行了校准，以考虑高性能纤维增强水泥复合材料的力学性能。通过与高性能纤维增强水泥复合材料面板的实验结果的比较，验证了从修改的材料模型获得的分析结果，并评估了数值模型的性能。
图6.（a）高速冲击实验装置 
(b)冲击后混凝土失效模式
Gang-Kyu Park, MinJoo Lee, Namkon Lee, Gi-Joon Park, Sung-Wook Kim,Dynamic structural responses of high-performance fiber-reinforced cement composites panels subjected to high-velocity projectile impact loadings,Composite Structures,Volume 306,2023116581.
7. Multi-material adhesively bonded structures: Characterisation and modelling of their rate-dependent performance
多材料胶接结构率相关性能的表征和建模
翻译：党志龙
该文研究了热固性环氧树脂胶AF 163-2OST组合碳纤维增强聚合物（CFRP）和钛合金Ti-6Al-4V的胶接接头在3种加载模式下的速率相关失效响应。该研究分别开展了准静态和动态加载速率下的楔形双悬臂梁（WDCB）、端部缺口弯曲（ENF）和单腿弯曲（SLB）试件的断裂力学实验，通过显微镜分析确定了每种断裂模式的断裂机理。观察到的实验结果表明：I型主导的断裂失效呈速率依赖性，并采用对数关系对峰值应力、耗散能量进行了率相关表示；基于开发的胶粘剂材料CZM模型对实验进行了模拟，其开发的CZM允许对粘合界面的速率、厚度、变形模式相关的牵引分离定律（TSL）进行建模，断裂力学实验的数值模拟（包括胶粘剂和粘附物的材料模型）能够准确预测观察到的行为与断裂模式和加载速率的函数关系，该研究结论对充分了解冲击下多材料胶接接头的断裂失效具有重要意义。
图7. WDCB的胶粘剂和CFRP实验与仿真率相关性能表征。
Lißner M, Erice B, Alabort E, et al. Multi-material adhesively bonded structures: Characterisation and modelling of their rate-dependent performance. Composites, Part B. 2020; 195: 108077.