激光切割GFRP复合材料高周弯曲疲劳分层行为与刚度退化研究：一种结合CZM与CDM模型的创新方法

来自国际研究团队针对激光切割GFRP复合材料在弯曲疲劳下的分层扩展与刚度退化难题，通过融合内聚力模型（CZM）和连续损伤模型（CDM），结合Hashin失效准则，建立了计算-实验联合分析框架。研究成功预测了[90/0/90/0]与[45/?45/45/?45]铺层在20,000与40,000次循环下的损伤演化规律，为航空航天与汽车复合材料结构耐久性评估提供新方法。

　　

本研究针对激光切割热固性玻璃纤维增强复合材料（Glass Fiber-Reinforced Composites, GFRC）在高周弯曲疲劳载荷下的分层扩展与刚度退化行为，提出了一种创新性研究策略。通过将内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）和连续损伤力学模型（Continuum Damage Model, CDM）与Hashin失效准则相结合，团队成功预测并验证了开孔GFRC材料的分层机制。该研究突破以往孤立分析损伤模式的局限，构建了数值模拟与三点弯曲疲劳实验相互印证的联合分析框架。

在20,000次与40,000次疲劳加载条件下，团队系统分析了两种典型铺层取向（[90/0/90/0]和[45/?45/45/?45]）的损伤行为。结果表明，该计算模型可精确捕捉分层起始、扩展过程及刚度衰减趋势，与实验数据高度吻合。此项研究为开孔GFRC复合材料疲劳寿命评估提供了经过验证的方法论，对航空航天、船舶与汽车领域复合结构的长寿命设计与耐久性评价具有重要指导意义。

关于利益冲突，作者声明不存在任何竞争性利益。