T700／3234碳纤维层合板的拉伸疲劳特性分析.pdfVIP

机械设计与制造 第 10期 4 Machinery Design Manufacture 2013年 l0月 T700／3234碳纤维层合板的拉伸疲劳特性分析 李祚军，张 娟，王佩艳，李晓宇 (西北工业大学 力学与土木建筑学院，陕西 西安 710129) 摘 要：通过对T7003／234碳纤维复合材料层合板进行静力拉伸试验和拉一拉疲劳试验 ，得到层合板的拉伸性能、疲劳 寿命和刚度衰减规律，然后采用数值分析方法对层合板的拉伸强度进行预测，并对碳纤维层合板的疲劳s—N曲线以及 疲劳刚度衰减进行了研究。结果表明：采用逐渐累积损伤的数值方法所得到的拉伸强度与试验结果较为吻合，根据疲劳 理论拟合得到的S—N曲线和刚度衰减曲线很好地描述 了材料的疲劳性能，为研究T70o碳纤维层合板的疲劳损伤演化 提供了重要参考。 关键词：层合板 ；累积损伤；疲劳寿命；数值方法 中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2013)10—0004—03 TensileandFatiguePropertiesofT700／3234CarbonFiber ReinforcedCompositeLaminates LIZuo-jun，ZHANGJuan，WANGPei-yan，LIXiao-yu (SchoolofMechanics，CivilEngineeringandArchitecture，NorthwesternPolytechnicalUniversity，ShannxiXi’an 710129， China) Abstract：TheexperimentsonstaticandfatiguebehaviorsofT700／3234carbonfiberreinforcedcompositelaminateswere carriedouthere，andultimatetensileproperties，fatiugeZ ，andstffinessdegradationrulewereobtained．Basedon experimentaldata，ultimatetensilestrengthWaspredcitedbynumercialmethods，andtheS-N cur1)eandstiffness degradationClZl13ewerestudyed．Itapperasthatthestatcistrengthobtainedbythemethodofdamageprogressoinanalysis agreeswellwiththeexperimentalresult，andtheS-NcurveandstffinessdegradatoinCUl~3efittiedbyfatiguetheoryCOlt describethe~iugepropertycommendably，whichprovidesasignificantreferenceforstudyingthefatiguedamageevolution ofT700carbonfiberlmainate． KeyW ords：Laminate；DamageProgressionAnalysis；FatigueLife；NumericalM ethod 1引言 和损伤扩展过程，对材料的疲劳衰减规律进行了研究。 碳纤维具有比强度高、比模量高、耐高温等优点，在航空、航 2试验材料 天、船舶、汽车等领域得到广泛的应用l】1。疲劳载荷是结构部件承 试件基材为 1700／3234碳纤维树脂基复合材料层合板，铺 受的主要载荷 ，因此对碳纤维复合材料进行疲劳陛能研究具有重 层顺序