温度对碳纤维平纹布正交层合板拉伸疲劳性能的影响

陈琨; 张祥林; 安子乾; 程羽佳; 程小全; 冯振宇

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温度对碳纤维平纹布正交层合板拉伸疲劳性能的影响

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温度环境可降低复合材料的疲劳性能,在确定复合材料结构寿命时须考虑温度的影响.本试验测量了碳纤维平纹布正交层合板在低温干态(CTD)、常温干态(RTD)和高温干态(ETD)环境下的拉伸疲劳性能,获得了三种环境下复合材料的S-N曲线,分析了温度对复合材料疲劳性能的影响.基于试验结果,建立了温度条件下复合材料疲劳性能有限元分析模型,对复合材料的疲劳寿命进行了估算并分析了其损伤机理.线性拟合结果显示:在106 疲劳寿命下,与RTD环境疲劳最大应力相比,CTD环境疲劳最大应力略有降低,而ETD环境疲劳最大应力下降明显. CTD环境下,试验件的疲劳破坏断口比较齐整,纤维基本在同一纵向位置断裂,断口附近基体基本完好,无分层现象;RTD环境下,试验件断口处也没有明显分层现象;ETD环境下,试验件出现了明显的分层,同时还有纤维拔出,且断口处基体开裂程度严重.有限元分析表明,CTD环境下试验件的疲劳断裂呈现脆断的特征,断裂截面平整,断裂区域窄;RTD与ETD环境下试验件的纤维疲劳断裂损伤的断裂截面不平整,断口不一,断裂区域相对较宽.

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来源
《材料导报》 |2021年第16期|16195-16200|共6页
作者
陈琨; 张祥林; 安子乾; 程羽佳; 程小全; 冯振宇;
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作者单位

中国民航大学适航学院天津300300;

北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083;

北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083;

北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083;

北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083;

中国民航大学适航学院天津300300;

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正文语种 chi
中图分类复合材料结构;非金属复合材料;
关键词
碳纤维复合材料; 正交层合板; 温度; 拉伸疲劳; 损伤;

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