湿热环境下碳纤维层合板拉伸疲劳性能

湿热环境是影响复合材料层合板力学性能的主要因素之一,研究湿热环境对复合材料结构的影响对于保证飞行结构安全具有非常重要的工程应用意义。研究碳纤维复合材料层合板在室温干态(RTD)、低温干态(CTD)和高温湿态(ETW)3种环境条件下的拉伸疲劳性能,获得3种环境下的S-N曲线与层合板疲劳破坏模式。在此基础上,建立层合板有限元分析模型,对其疲劳性能进行研究,分析讨论温度及湿度对层合板疲劳性能的影响,建立层合板疲劳寿命环境影响因子的确定方法。结果表明:湿热环境对正交层合板的拉伸疲劳性能影响很大,疲劳寿命为10^(6)次时,与RTD环境相比,CTD环境下层合板的疲劳强度下降了2.76%,而ETW环境下下降达到23.77%;ETW和RTD环境下破坏模式以纤维断裂和分层为主,而CTD环境下却几乎全为纤维断裂破坏;S-N曲线包括疲劳强度快速下降和缓慢下降2个阶段;温度对疲劳性能的影响要明显强于湿度,温度超过45℃时湿度对疲劳性能的影响进入强影响区。

吸湿后碳纤维复合材料正交层板拉伸疲劳性能

湿环境下复合材料疲劳性能会严重退化,影响结构的使用安全,在确定复合材料结构寿命时须考虑湿环境的影响。对常温下湿态和干态下碳纤维复合材料正交层合板的拉伸疲劳性能进行实验,研究饱和吸湿对正交层合板拉伸疲劳性能的影响,获得了两种环境下层合板的S-N曲线。在此基础上,建立有限元模型,并对吸湿后正交层合板的疲劳寿命和损伤演化情况进行预测,计算结果与实验结构吻合较好,证明了模型的有效性。结果表明,饱和吸湿对正交层合板的拉伸疲劳性能影响很大。吸湿后正交层合板的拉伸疲劳寿命明显低于干态情况,而且S-N曲线的斜率稍低,层合板的纤维损伤起始与扩展情况与干态情况也有较大差别。

湿热环境对复合材料疲劳性能的影响

湿热环境对复合材料性能的影响可以归于对基体性能和界面性能影响的综合,一般湿热环境下材料性能会有所降低,但某些情况下湿热反而会使复合材料的力学性能提高。湿热环境下疲劳初始损伤出现较迟,最终破坏时纤维表面较为光滑,少有基体附着。实验对湿热疲劳试验过程中的环境、载荷、终止条件等几个部分进行讨论,其中试验件吸湿方法和湿热环境保证是进行湿热环境下疲劳试验需考虑的重点。对目前提出的3种疲劳寿命预测方法进行了对比,提出其一致的表达形式,并根据湿热环境对于复合材料疲劳寿命的影响规律,给出了该预测模型在湿热环境下的修正方法。

一种直升机粘弹性阻尼器疲劳定寿的新方法

论述直升机粘弹性阻尼器疲劳定寿的一种新方法。该方法通过损伤等效的原理将初始载荷级数较多的载荷谱等效成较为简洁的等效载荷谱,优化试验加载,同时缩短试验周期,大大提高了效率。

缺陷类型及尺寸对3238A/CCF800复合材料层压板压缩性能的影响

为研究缺陷类型及尺寸对3238A/CCF800复合材料层压板压缩性能的影响,本文选取划痕、分层和冲击3种典型缺陷类型及3种缺陷尺寸,开展了典型缺陷试验件的静力压缩性能试验。试验结果表明:层合板压缩极限强度随划痕缺陷尺寸的增大而线性减小;相对于划痕缺陷,在一定范围内分层及冲击缺陷尺寸的变化对层合板压缩性能影响较小;不同缺陷类型对层合板压缩性能的影响由大到小依次为冲击缺陷、划痕缺陷、分层缺陷。