3D打印复合结构本质上含有小的孔隙，在其使用过程中出现的不同程度层间脱粘、丝间脱粘、层间断裂、跨层断裂甚至于裂纹多扭结现象均会致使3D打印复合结构的断裂失效。因此，研究3D打印复合结构的力学性能是至关重要的，3D打印复合结构的力学性能一直是众多学者的研究焦点。以下为相关研究情况：

3D打印材料断裂性能研究

ABS材料

• B.Ameri等人：采用扩展有限元粘接区模型（XFEM - CZM）和平均应变能量密度（ASED）准则研究3D打印ABS材料的断裂性能，对不同预裂纹角的ABS材料的SCB试件在不同加载条件下进行试验。结果表明：其能够预估3D打印ABS材料在混合模式I/II载荷下的裂纹扩展路径和峰值荷载，且仿真结果和试验结果误差不超过10%。
• Anar Nurizada等人：采用尺寸效应法研究3D打印ABS材料的断裂性能。结果表明：3D打印ABS试件的断裂具有很强的各向异性及准脆性，尺寸效应法能够严格评估3D打印ABS材料的断裂性能，能够确定真实的断裂韧性值及断裂损伤区尺寸等，且有助于确定LEFM理论不能应用的尺寸范围。
• B.Ameri等人：通过使用改进的3D打印技术制备6种不同预制裂纹角度的SCB试件研究ABS试件的裂纹扩展路径和断裂韧性。采用最大切向应力（MTS）准则和广义最大切向应力准则（GMTS）预估试件的断裂峰值载荷。结果显示：使用改进的3D打印技术制作的试件的失效应变很小，塑性区域可以被忽略。GMTS准则对不同裂纹角的试件的断裂峰值载荷预测误差约为4.92%。
• Nahal Aliheidari等人：采用断裂力学的方法，制作了ABS的DCB试件用来研究喷嘴温度、床层温度、层厚及层宽对断裂性能的影响。结果表明：层间粘附性和中间层结构的变化与过程参数有很强的相关性，随着喷嘴温度、床温的升高，层厚降低，层间断裂性增大。
• 王凯歌等人：运用线弹性断裂力学理论对ABS缺口冲击试验结果进行分析和表征，试验结果表明：冲击功随缺口深度、跨距的增加而降低，随缺口底部曲率半径、厚度的增大而增大；临界能量释放率随缺口深度、曲率半径、厚度的增大而增大，随跨距的增大而降低。

PLA材料

• A.A.Ahmed等人：为了验证线性弹性临界距离理论（TCD）对3D打印PLA制作的缺口试件静态强度的适用性。通过对不同壁厚和不同的填充方向的缺口试件进行拉伸试验和三点弯曲试验。结果显示：TCD准则可以准确预估其静强度，误差大约在20%。
• John P.Isaac等人：利用数字图像相关法（DIC）研究了三种不同填充角度（0°/90°、45°/-45°、0°/45°/90°/-45°）的3D打印试件的断裂行为，结果表明：0°/45°/90°/-45°打印的结构比其他两种更常见的结构有更高的断裂韧性值，在裂纹扩展过程中具有较高的韧性和能量吸收。
• Florian Arbeiter等人：利用线弹性断裂力学（LEFM）和弹塑性断裂力学（EPFM），详细研究了3D打印PLA材料的紧凑拉伸（CT）和SENB试件在不同填充角度下（0°、90°和0°/90°）制作的试件的断裂性能。结果显示：0°和0°/90°填充角度试件表现出几乎相同的断裂行为，而90°填充角度试件的断裂值略高。
• A.A.Ahmed等人：通过使填充角度从0°到90°的变化，水平制造了含有裂纹缺口的PLA 3D打印试件，填充角度对水平制作的3D打印PLA试件的抗断裂性能的影响可以忽略，精度损失很小。

PC材料

• Bahador Bahramia等人：利用MTS和GMTS研究3D打印聚碳酸酯（PC）试件的断裂性能。对48个SCB试件进行三点弯曲试验，结果显示：所有试件的断裂韧性值都置于两条GMTS曲线之间，或者位于两条曲线之外的10%误差范围内，发生层间和跨层断裂的试验数据点分别位于GMTS曲线的下限和上限处，发生裂纹多扭结的试验数据点位于GMTS范围的中间。
• Mohammad Reza Khosravani等人：采用J积分失效准则和等效材料概念相结合的方法研究了3D打印PC和尼龙丝材料的U型切口试件在模式I和混合模式I/II模式下的断裂性能。EMC与J积分准则相结合能有效预测试件的极限承载力，且PC材料制作的试件相较于尼龙材料有着更强的抗断裂能力。

3D打印试件断裂性能预测与表征方法研究

• Saty Dev等人：结合了响应面法（RSM）和遗传算法（GA）来预测3D打印ABS试件的弯曲强度，研究了打印层厚（0.1、0.2和0.3mm）、喷嘴温度（220、230和240℃）和打印速度（30、50和70mm/s）的影响。试验验证了RSM - GA的预测结果与在相同参数下的试验值的偏差为0.69%。
• A.R.Torabi等人：制作了PMMA的单边缺口拉伸试件（SENT）和单边缺口弯曲试件（SENB），每个试件都考虑了5个不同的缺口的开口角度（0°、30°、60°、90°和120°）。利用DIC推导了被测试件的I型缺口应力强度因子，结果显示：DIC方法得到的尖锐的I型缺口的应力强度因子与文献中有很好的一致性。
• Pengfei Li等人：提出了3D打印层状结构各向异性弹塑性断裂的相场模型，结果显示：此模型可以描述层状弹性塑性结构中复杂的裂纹起始和扩展及从准脆性到弹塑性断裂行为的转变。通过试验验证了该模型在3D打印聚合物材料中的应用。
• P.Seibert等人：利用以往文献中试验数据，验证了平均应变能量密度（ASED）准则对PLA缺口试件的断裂预测，并将结果与TCD进行了比较。结果显示：ASED准则预测断裂韧性结果是保守的，散射和平均误差的数量级都非常大。ASED准则的主要是对极粗网格的高公差，这对处理大的和几何上复杂的组间是有益的。

其他3D打印材料断裂性能研究

• Nahal Aliheidari等人：提出了一种断裂力学方法来表征3D打印材料的抗断裂性和层间粘附性。对三种不同的喷嘴温度下（210℃ - 230℃ - 240℃）制作ABS的DCB试件进行试验，结果显示：在240℃打印的试件的层间粘附性更好，抗断裂性更高，大约是210℃打印的试件抗断裂性的3倍。
• Sahel shahbaz等人：采用虚拟各向同性材料概念（VIMC）与应力（PS）、平均应力（MS）和平均应变能密度（ASED）准则相结合的方法对其ABS的U型缺口试件（不同的缺口尖半径）的断裂行为进行研究，结果表明：VIMC - MS准则预测效果最佳，0°、30°和45°的U型试件发生层间及跨层断裂，而60°与90°的试件发生层间断裂。
• A.Ameri等人：制作了ABS的半圆形弯曲（SCB）试件，在纯模式I到纯模式II条件下对其三点弯曲试验来研究其断裂性能。结果显示：当接近纯模态II时，弯曲强度显著降低，纯模式II条件的断裂能高于混合模式或纯模式I条件下。

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