单壁碳纳米管改性碳纤维增强聚合物拉伸疲劳性能评估

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研究了单壁碳纳米管（SWCNT）改性环氧树脂基碳纤维增强复合材料的疲劳性能。测试了未改性碳纤维增强聚合物（CFRP）和四种不同SWCNT质量分数的试样：0.1%、0.2%、0.3%和0.5 wt%。采用数字图像相关技术评估开孔试样的损伤累积和疲劳行为，获得预定义寿命阶段的应变场，分析循环拉伸加载过程中的刚度演变规律。利用扫描电子显微镜观察复合材料的结构、损伤和断裂特征。研究结果表明，SWCNT改性通过增强层间强度和基体刚度来改善疲劳性能。添加0.2% SWCNT时，极限拉伸强度提高7.3%，失效应变提高7.5%，弹性模量基本保持不变。疲劳耐久性提高3.4倍。该研究为纳米增强复合材料的性能优化和工程应用提供了重要参考。

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