碳纤维增强复合材料疲劳性能研究综述

摘要整理

疲劳载荷是导致碳纤维增强复合材料（CFRP）及其结构性能退化的直接因素，严重影响其使用寿命和损伤容限。本文对碳纤维增强复合材料的疲劳性能进行了最新且相关的综述。为总结疲劳性能演变的主要影响因素，本文详细阐述了疲劳损伤机理和表征方法，并深入探讨了相关的疲劳模型。大量研究结果表明，材料组分、服役环境和循环载荷对碳纤维增强复合材料的疲劳性能具有显著影响。复合材料疲劳的本质是损伤的萌生和扩展过程。由于材料的非均质性，以及材料组分、服役条件和循环载荷的差异，加上它们之间复杂的相互作用，碳纤维增强复合材料的疲劳损伤机理非常复杂。此外，相关的疲劳模型是基于宏观和微观疲劳损伤演化而开发的。然而，所有这些模型都是基于现象的。因此，建立基于疲劳损伤萌生和扩展的碳纤维增强复合材料理论预测模型，以评估碳纤维增强复合材料在复杂服役环境下的疲劳性能，并进一步建立其疲劳设计方法，是当前必要且具有挑战性的任务。

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