高温环境下碳纤维增强树脂复合材料的层间力学性能老化行为与失效预测

编号 zgly0001706285

文献类型 期刊论文

文献题名 高温环境下碳纤维增强树脂复合材料的层间力学性能老化行为与失效预测

作者 谭伟  那景新  任俊铭  慕文龙  冯耀 

作者单位 吉林大学汽车仿真与控制国家重点试验室 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2020年04期

年份 2020 

分类号 TB332 

关键词 碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料  层间力学性能  高温老化  失效强度  预测模型  衰减系数 

文摘内容 为了研究碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料层间力学性能在高温环境中的老化失效行为,设计了CFRP复合材料层间拉伸和层间剪切实验,在高温(80℃)环境中进行0(未老化)、 120 h、 240 h、 360 h、 480 h、 600 h和720 h的老化测试,分析CFRP层间失效强度和失效形式随老化时间的变化规律,得到随高温老化的二次应力准则响应面。建立CFRP复合材料层间力学性能预测模型,得到不同老化衰减系数下的退化模型,并通过CFRP复合材料层间仿真模型进行了验证。结果表明:随着高温老化时间的增加,层间拉伸和层间剪切强度总体上都发生了一定程度的退化,层间拉伸时更容易发生碳纤维丝剥离,层间剪切发生局部的树脂剥离,纤维之间的分层更加明显,高温老化使树脂与纤维丝的界面结合力显著下降。通过CFRP复合材料层间力学性能随高温老化的二次应力准则,计算不同老化时间后的内聚力模型参数,预测CFRP复合材料在高温老化条件下的层间强度,发现仿真与实验误差小于10%,说明了CFRP复合材料层间失效预测模型的准确性。