纖維波紋對CFRP疲勞壽命的影響
2017-12-07 02:41:15SusanneH?rrmannab
汽車文摘 2017年4期
纖維波紋對CFRP疲勞壽命的影響
在碳纖維增強復合材料（CFRP）部件中，存在的各種制造缺陷都會對其結構產生影響，常見的缺陷包括空隙（閉孔）、孔（連通孔隙率）、夾雜物、固化或放熱殘余應力、分層、面外層波紋和折疊。
研究了非卷曲織物的面外纖維波紋，通過試驗和數值評估了其對CFRP軸向載荷疲勞壽命的影響。為了深入了解損傷的發生和進展，研究了不同的損傷模式直至最終失效。建立了基于幾何形狀的缺陷度量，并且定量評估該度量對CFRP壓縮疲勞壽命的影響，使得所提出的度量可以用于定義包含該特定缺陷的CFRP標準。研究顯示，碳/環氧非卷曲織物（NCF）平面外纖維波紋可能是在高壓樹脂傳遞模塑（RTM）工藝過程中出現的，這種缺陷對壓縮軸向載荷影響最大。試驗研究了壓縮靜態強度和疲勞壽命損傷的發生和進展，從試驗結果來分析缺陷對不同幾何斷裂模式的影響。基于CFRP缺陷觀察CFRP幾何斷裂參數的尺度模型，以研究缺陷對CFRP幾何斷裂參數損傷起始的影響，并證實前面給出的試驗觀察結果。
試驗結果表明，所研究的面外波紋缺陷對CFRP的靜態強度和疲勞壽命具有很大的影響。在所考慮的假設恒定斜率參數的情形下，發現了材料疲勞壽命與缺陷角之間的相關函數，其在45°缺陷角時具有最小值，其疲勞壽命約降低到無缺陷材料壽命的50%。
刊名：International Journal of Fatigue（英）
刊期：2016年第90期
作者：Susanne H?rrmannab et al
編譯：趙前
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