湿热老化CFRP胶粘接头的表征与Ⅱ型剪切强度预测

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碳纤维增强复合材料（CFRP）胶粘接头相比传统接头具有更高的比强度和疲劳寿命。然而，CFRP和胶粘剂均为聚合物材料，在湿热环境中易失去完整性。由于复杂失效行为认识不足，预测复合材料接头的环境降解行为具有挑战性。此外，实验耗时长，因此采用开放式加速老化等加速老化方法至关重要。关键难点在于如何将加速断裂试验数据转化为实际接头的断裂预测。本研究提出了一套方法论，采用直接法和加速老化试验预测降解CFRP环氧胶粘接头的Ⅱ型内聚力模型参数。以CFRP层板和环氧胶粘剂制备的端部缺口弯曲（ENF）试样用于研究Ⅱ型断裂。采用开放式试样在40°C、82%相对湿度（RH）条件下进行加速和均匀老化。通过对老化开放式试样进行断裂测试和裂纹尖端图像分析，确定梯形牵引-分离律（TSL）随老化的降解规律。基于TSL参数随老化的变化规律，建立了闭合ENF试样的三维有限元（FE）模型，该模型能够捕捉试样宽度方向上的非均匀降解。结果表明，闭合ENF接头的TSL参数在试样边缘处的降解程度明显大于宽度中心处。有限元模型与老化闭合ENF接头的验证结果吻合良好。

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