应力比和加载倾角对碳纤维增强复合材料疲劳寿命的影响：多尺度分析方法

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介孔尺度建模与宏观尺度实验的结合已成为理解和预测纤维增强复合材料力学性能和疲劳性能的有效途径。本研究采用平均场均质化技术预测碳纤维增强复合材料（CFRP）在循环加载条件下的疲劳性能。利用修正Gerber准则结合应力基Tsai-Hill失效判据预测疲劳循环次数。通过实验评估疲劳强度因子（α）和蠕变断裂强度因子（β），并将其引入计算模型预测复合材料的疲劳寿命循环数。详细研究了复合材料成分、应力比和加载方向对疲劳性能的影响。在应力比分别为0.2、0.4、0.6和0.8，以及不同加载倾角条件下，预测了基体和纤维各层级的疲劳循环次数。实验结果与介孔尺度S-N曲线进行了对比验证。该多尺度分析方法能够准确反映CFRP在复杂加载条件下的疲劳失效机制，为复合材料结构设计和寿命评估提供了理论依据。

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