湿热老化对碳纤维增强复合材料设备舱强度影响

[目的]轨道交通列车的运行环境较为复杂,列车上的复合材料在运行期间会受到恶劣的外界因素影响而出现老化现象,因此有必要研究湿热老化对碳纤维复合材料设备舱强度的影响。[方法]对碳纤维复合材料进行湿热老化试验及静态力学(拉伸、压缩、剪切)试验,获得湿热老化前、后复合材料的力学性能参数;建立某型号碳纤维复合材料的设备舱有限元模型,采用试验的方法获得湿热老化前、后的材料参数,计算设备舱在气动载荷下的静强度。[结果及结论]湿热老化后的编织碳纤维复合材料力学性能有不同程度的衰减,压缩强度下降最大,下降了39.3%;与初始状态相比,各碳纤维部件的Tsai-Wu失效因子均出现了不同程度的增大,湿热老化导致的碳纤维强度和碳纤维模量的退化会引起设备舱刚度和承载极限的退化。