复合材料层板损伤后刚度衰退的实验研究

对复合材料单向板进行了0°、90°、45°拉伸实验,对铺层为[0°/90°]、[±45°]的层合板进行了拉伸实验,对玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维缠绕的NOL环试样分别进行了短梁剪切实验。实验结果表明:碳纤维/环氧树脂基体复合材料单向板没有明显的非线性行为,而层合板在树脂开裂、面内及层间剪切破坏导致的刚度降低却很明显。层间剪切破坏不仅导致剪切刚度的降低,还会引起弯曲刚度的降低。玻璃纤维、芳纶纤维增强树脂基复合材料在三点弯曲实验过程中体现了较强的抗损伤能力,韧性较好;而碳纤维增强树脂基复合材料抗层间损伤能力较差。本文用标准实验方法,跟踪载荷-变形曲线,得到了用于应力分析的刚度衰减系数。用最大应力准则及实验得到的刚度衰减系数,对直径为1400mm的纤维缠绕壳体进行了变形分析,计算结果与实验值一致性较好。

层板复合材料的疲劳剩余刚度统计分布模型

在分析现有关于层板复合材料疲劳剩余刚度衰退模型的基础上 ,根据层板复合材料在疲劳载荷作用下刚度衰退变化的现象 ,研究了疲劳载荷对层板复合材料刚度衰退的影响 ,建立了一个新的、更为合理的用于描述层板复合材料在常幅疲劳载荷作用下的刚度衰退模型 ,导出了剩余刚度统计分布的表达式 ,给出了确定模型参数的方法。为验证该模型 ,设计了几组测试实验 ,并利用试验结果对模型参数进行了估计。利用该统计分布模型 ,可以预报层板复合材料在给定应力水平的疲劳载荷作用下循环指定周次时剩余刚度的统计分布。实验数据表明 ,理论预报和实验结果符合得是很好的。

高低温环境下金属橡胶材料疲劳特性试验研究

以高低温等太空极端环境中的减振需求为背景,对设计制作的固支圆盘型金属橡胶试件进行了高低温环境疲劳特性试验研究,并根据刚度衰退特性提出了金属橡胶构件的疲劳失效判据。研究结果表明:金属橡胶材料的疲劳破坏形式主要是金属丝的断裂破碎和磨损,宏观上表现为试件动态刚度的不断衰减,且在相同振幅下,金属橡胶试件的刚度衰减速度随环境温度的降低而加快,随温度的升高而减缓。在整个疲劳试验过程中,试件损耗因子变化幅度较小,阻尼性能相对比较稳定。