單向CFRP蠕變失效時間的預測

試驗檢測

單向CFRP蠕變失效時間的預測

碳纖維增強復合材料（CFRP）已經被用于飛機、船舶、汽車等方面，其必須保持較高的可靠性。因此，對于受實際環境溫度和其它影響的CFRP壽命預測，需要找到可靠、準確的預測方法。CFRP的樹脂基體性能會表現出對時間和溫度的依賴性，將其稱為粘彈性。因此，CFRP的力學性能依賴于時間和溫度，而單向CFRP的縱向拉伸強度是CFRP結構可靠設計的重要數據。

基于克里斯坦森的粘彈性裂紋動力學模型，提出了一種聚合物基復合材料在不同溫度下蠕變失效時間的預測方法。經過多個樹脂浸漬的碳纖維絲（CFRP絲），試驗中單向碳纖維絲的縱向拉伸負荷根據各種溫度下統計的靜態強度。基于各種溫度下的靜態強度預測方法，統計預測單向碳纖維增強塑料絲的蠕變失效時間。在恒定負荷和溫度下，單向CFRP的蠕變失效時間通過試驗和統計學方法得到，使用多組CFRP試驗與預測值進行比較。結果表明，單向CFRP蠕變失效時間預測可以利用針對單向CFRP的統計靜態強度預測，試驗蠕變失效時間與預測的一致。

根據對樹脂基CFRP壽命預測結果，可擴展到具有高可靠性的一般CFRP結構。

刊名：Advanced Composite Materials（英）

刊期：2014年第5/6期

作者：Nakada

編譯：趙前