摘要:目的 探究Bouligand结构中裂纹尖端塑性变形特征及其增韧机制。方法 基于有限元方法建立单边缺口层状模型,对比单扭曲Bouligand结构与双扭曲Bouligand结构,系统研究纤维螺旋角、界面强度和界面韧性对裂纹尖端塑性区演化与界面损伤行为的影响,并进一步引入孔洞模型探讨其增韧作用。结果 纤维排布方式显著影响裂纹尖端塑性区的分布,单扭曲Bouligand结构形成连续螺旋状塑性区,而双扭曲Bouligand结构产生更均匀且更大的塑性区;界面强度提高可抑制分层并显著扩大塑性区,而界面韧性对塑性区影响较小;引入孔洞后,裂纹与孔洞间形成韧带并发生延迟颈缩,Bouligand结构表现出更高塑性应变峰值及更慢孔洞生长速率,从而增强能量耗散能力。结论 纤维排布方式与界面断裂性能共同影响Bouligand结构裂纹尖端塑性区演化,孔洞诱导的颈缩变形进一步增强结构的能量耗散能力,从而提高结构的抗断裂性能。该研究为仿生高损伤容限复合材料的结构优化设计提供了理论依据。