Ti/Cf/PEEK混杂层板低速冲击及剩余拉伸性能实验研究

通过实验研究Ti/Cf/PEEK纤维金属层板低速冲击损伤机制及冲击后拉伸性能。混杂层板采用2/1和3/2两种铺层结构,铺层角度均为0°、45°、90°,分别在15 J和25 J冲击能量下进行冲击试验,对比分析两种铺层结构之间及同一铺层结构不同铺层角度之间的冲击损伤机制和剩余拉伸强度退化规律、剩余拉伸失效模式。结果表明:两种铺层结构的混杂层板冲击损伤机制主要有塑性变形、缩进、形成损伤区域、开裂、基质侵入金属损伤区域、纤维断裂、分层等,45°铺层角度的层板表现出较好的抗冲击损伤扩展性能。剩余拉伸强度退化规律与纤维铺放角度有关,0°铺放角度的层板冲击后剩余拉伸强度最高,其次是45°铺层方向,最差是90°铺层方向;2/1结构混杂层板剩余拉伸失效模式近似脆性断裂,而3/2结构层板既有延性断裂的特征,又有脆性断裂的特征。

一种随机载荷作用下疲劳可靠性估算的新方法

应用随机过程理论研究了疲劳过程中结构材料的剩余强度退化行为，分析了疲劳过程中两类随机性因素（内在随机涨落和外在随机涨落）在不同载荷条件下对疲劳寿命的影响。在此基础上，提出了一种随机载荷下疲劳可靠性估算新方法。最后，以１５ＭｎＶＮｑ 钢试样的小样本疲劳寿命数据对该方法进行了验证。

基于Monte Carlo法的冻融环境下预应力混凝土疲劳可靠度分析

基于预应力混凝土受弯构件冻融循环与疲劳加载交替试验,分别建立冻融环境下混凝土与钢筋疲劳剩余强度退化模型;考虑冻融循环对疲劳损伤的促进作用,在混凝土剩余强度退化模型中引入冻融应力增大系数;基于混凝土与钢筋剩余强度退化模型,从结构体系可靠度角度出发,运用蒙特卡罗法对交替试验的构件进行可靠度计算.研究结果表明:冻融环境下预应力混凝土构件疲劳可靠度呈指数型衰减,可靠度计算结果与百分位秩法结果吻合度较好.

碳/碳复合材料疲劳损伤失效试验研究

对单向碳/碳复合材料纵向拉-拉疲劳特性及面内剪切拉-拉疲劳特性进行了试验研究;对三维四向编织碳/碳复合材料的纵向拉-拉疲劳特性及纤维束-基体界面剩余强度进行了试验研究。使用最小二乘法拟合得到了单向碳/碳复合材料纵向及面内剪切拉-拉疲劳加载下的剩余刚度退化模型及剩余强度退化模型,建立了纤维束-基体界面剩余强度模型。结果显示:单向碳/碳复合材料在87.5%应力水平的疲劳载荷下刚度退化最大只有8.8%左右,在70.0%应力水平的疲劳载荷下,面内剪切刚度退化最大可达30%左右;三维四向编织碳/碳复合材料疲劳加载后强度及刚度均得到了提高;随着疲劳循环加载数的增加,三维四向编织碳/碳复合材料中纤维束-基体界面强度逐渐减弱。