T700復(fù)合材料層合板拉-拉疲勞性能

王 軍， 程小全， 張紀(jì)奎， 酈正能

（北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100191）

由于具有優(yōu)越的力學(xué)性能，復(fù)合材料在現(xiàn)代航空航天結(jié)構(gòu)上得到了廣泛的應(yīng)用，并且越來越多的應(yīng)用于飛行器的主承力結(jié)構(gòu)。國際上最新型的大型客機(jī)B-787和A350上，復(fù)合材料占全機(jī)結(jié)構(gòu)比重已經(jīng)超過了50%。結(jié)構(gòu)材料的疲勞性能，對(duì)飛機(jī)的可靠性和安全性起著決定性影響，因此復(fù)合材料疲勞性能方面的研究對(duì)于保證飛機(jī)的安全和提高飛機(jī)使用壽命具有重要的意義。但相對(duì)于金屬，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性使其對(duì)其損傷機(jī)理和損傷擴(kuò)展機(jī)制的研究都要復(fù)雜困難的多。

從20世紀(jì)70年代末開始，國內(nèi)外研究人員開展了一系列對(duì)于復(fù)合材料疲勞方面的研究，取得了大量的研究成果［1～10］。其中，對(duì)于目前較為成熟的T300型碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的疲勞性能的實(shí)驗(yàn)和壽命預(yù)測(cè)研究開展較多，取得了很多有應(yīng)用價(jià)值的成果。近年來，T700新型纖維增強(qiáng)復(fù)合材料得到了日益增多的應(yīng)用，相對(duì)于T300纖維，T700以其更好的加工工藝得到的更優(yōu)秀的拉伸強(qiáng)度，正逐漸開始替代T300纖維。但對(duì)T700碳纖復(fù)合材料的疲勞性能方面的研究，目前仍然還較為缺乏。

本研究對(duì)T700/9368復(fù)合材料試件進(jìn)行了拉-拉疲勞試驗(yàn)，對(duì)試件剛度衰減和疲勞損傷擴(kuò)展進(jìn)行了初步研究，并建立了疲勞損傷模型，對(duì)試件的疲勞壽命進(jìn)行了預(yù)測(cè)。

1 試驗(yàn)

1.1 試件

試驗(yàn)件均為T700/9368層合板，試驗(yàn)件的設(shè)計(jì)參考了《聚合物基復(fù)合材料手冊(cè)》［11］及相關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。……