考虑材料相关自热效应的钢-碳纤维增强复合材料混杂层板疲劳表征测试方法

摘要整理

将碳纤维增强复合材料（CFRP）与钢结合可以充分利用两种材料的优势特性，如纤维增强复合材料（FRP）的比强度/比刚度和疲劳强度，以及金属的抗冲击性能。在此类混杂层板中，多种材料层相结合，容易导致渐进式失效，引起力学性能的变化。金属层的失效会导致FRP所受应力增加，在疲劳载荷作用下会引起FRP自热温度升高。因此，本研究开发了一套合适的测试程序，以实现混杂层板在疲劳载荷下力学性能的可重复表征。该测试程序包含多频率测试、加载增量测试和恒幅测试，能够表征疲劳性能，同时确保测试引起的温度变化不超过4 K。除了测试程序的开发外，利用有限元模拟建立了对混杂层板承载能力有影响的制造过程中产生的残余应力的认识。所获得的数据和知识为今后深入研究残余应力对混杂层板性能的影响奠定了基础，并突出了其重要性，因为不仅测试程序本身会影响所测得的疲劳性能。

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