15、材料弯曲测试中的应变分析与参数优化

材料弯曲测试中的应变分析与参数优化

1. 失效调查

在材料测试中，全场调查此前侧重于剪切应变以确定完整的应力 - 应变响应。这里将提供详细的断口分析，并比较分层前的数字图像相关（DIC）计算数据。

对于三点、四点和五点弯曲试样，分别展示了分层前最大剪切应变γ12的分布与断口分析的对比。同时，为了更好地比较所有测试方法，以相同的应变尺度展示了纤维横向应变εy（垂直于水平纤维方向）的分布。

需要注意的是，试样加载超过了力下降点，处于分层后状态，而等高线图表示分层前状态。分析后的感兴趣区域（ROI）相较于弹性区域的ROI有所减小，这主要是由于移动的加载滚轮覆盖了部分ROI区域，在大挠度情况下这种影响更为显著。并且，本节的等高线图是在变形状态下展示的，其边界和坐标轴范围与试样尺寸并不完全一致。

• 三点弯曲 ：如图所示，左侧的剪切应变集中预示着失效，这主要是由加载滚轮引起的。断口分析显示，靠近中面的上下部分出现了多层分层现象，但并未出现横跨宽度的直线分层，目前还不清楚主要或次要失效模式以及首次分层对相邻层的影响。纤维横向应变在左半跨中附近存在集中区域。
• 四点弯曲 ：断口分析显示出偏心的单层分层现象。加载滚轮引起的剪切应变在左侧滚轮处更集中，但在右侧四分之一跨度处影响范围更大。与左侧四分之一跨度处最高的剪切应变集中相反，分层发生在右侧。纤维横向应变也有类似情况，右侧应变集中区域更大，而左侧应变更局部化。
• 五点弯曲 ：试样发生了不可逆的整体变形，分层发生在中间滚轮右侧，此处剪切应变最高。由于试样未沿半长