非对称环境条件对聚合物基复合材料层板吸湿热老化的影响

摘要整理

聚合物基复合材料在飞机制造中应用日益广泛，特别是在军事和航空航天领域，其长期耐久性备受关注。在波动的温度和湿度条件下，复合材料的轻质性和刚度成为其主要优势。航空航天复合材料结构在服役期间经历温度和湿度变化，导致玻璃化转变温度下降，引起显著的刚度降低和吸湿热变形，最终导致材料强度明显衰减。精确评估吸湿热条件下复合材料结构的内应力对提高其耐久性和理解环境影响至关重要。本研究采用经典层板理论模拟复合材料板在非对称温度和湿度条件下的力学行为，并结合Tsai模型考虑机械性能的衰减。除温度和湿度外，制造工艺中的参考值等参数也被纳入仿真计算。研究结果表明，环保因素对复合材料板的力学行为有显著影响，导致残余应力的产生。参考参数和各向异性（纤维取向）被确定为降低残余应力的关键因素。该研究为航空航天复合材料结构在复杂环保条件下的设计和评估提供了理论依据。

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