介观和微观缺陷对玻纤增强复合材料吸湿热老化行为的影响

摘要整理

纤维增强复合材料（FRPs）中的设计和工艺诱导缺陷会因应力集中而导致裂纹萌生。除了机械性能的降解外，缺陷还会加速FRPs的老化并限制其服役寿命。以往关于缺陷影响的研究主要集中在FRPs的机械性能方面，但其对老化性能的影响尚未得到广泛深入的研究。本研究报告了介观尺度缺陷（缺失纱线）和微观尺度缺陷（微裂纹）对玻纤增强复合材料吸湿热老化行为的影响。通过沿玻璃纤维织物的经向和纬向拉出纱线来产生缺失纱线缺陷，然后通过声发射控制的拉伸/卸载在复合材料层板中诱导微裂纹。在吸湿热老化暴露后，研究发现介观尺度缺陷显著恶化了机械/热机械性能，弯曲强度下降达30%。值得注意的是，尽管增加微裂纹密度会缩短吸湿饱和时间，但老化时间被证实是更主要的设计参数，对微裂纹诱导的FRPs的机械性能造成更严重的恶化。

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