纤维增强复合材料在航空航天、能源和海洋应用中的失效机制：化学、热、氧化和机械载荷条件下的深入分析

摘要整理

纤维增强复合材料（FRC）因其优异的机械性能、轻量化特性、高强度和耐腐蚀性，在航空航天、海洋和能源等工业领域得到广泛应用。然而，在高温、机械载荷和化学/氧化等复杂服役环境下确保这些材料的可靠性和耐久性仍是关键挑战。本综述深入分析了FRC材料在飞机、直升机、无人机、风力涡轮机和船舶等实际服役条件下的失效机制。重点阐述了非均匀温度梯度长期作用导致的热膨胀失配、基体软化和纤维降解现象。通过实验、理论和数值模拟研究，系统分析了FRC材料在拉伸、弯曲、冲击和压缩等机械载荷作用下的应力分布、损伤演化和失效准则。深入探讨了航空燃油、海水、液压油、除冰液及酸碱溶剂等介质中的化学和氧化降解机制，包括基体降解、纤维-基体界面脱粘及其对力学性能的影响。综述还涵盖了机械、热和化学氧化三重耦合作用的数值和解析方法，总结了多位研究者建立的模型、理论和假设，以高精度重现真实工况。最后指出了当前FRC材料筛选中存在的挑战和局限，为航空航天、海洋和能源领域的工程技术人员提供了关键参考，有助于深化对不同环保和载荷条件下复合材料失效的理解，为恶劣工况下FRC结构和部件的设计、制造、耐久性和可靠性提升提供重要指导。

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