张力-张力疲劳加载下碳纤维增强复合材料层板的微观结构分析及自热疲劳强化

摘要整理

本研究对单向（UD）碳纤维增强复合材料（CFRP）预浸料层板进行了拉伸-拉伸疲劳试验。在不同应力水平下检测了两种试样（开孔和未开孔），以阐明疲劳损伤对其在不同循环次数下静强度的影响。通过观察试样微观结构的变化，分析了疲劳过程中内部热生成对未开孔CFRP层板寿命的影响。结果表明，在极限拉伸强度（UTS）的70%应力水平下，未开孔试样在有冷却和无冷却条件下的疲劳寿命差异约为88倍。对于开孔CFRP层板，残余拉伸强度（RTS）随疲劳循环次数先增后减，界面脱粘是疲劳强化的主要原因。开孔试样在超过其极限应力5%的高应力水平下能够承受连续循环加载。因此，在高应力强循环条件下，开孔层板的疲劳损伤扩展可以得到有效减缓，确保了材料具有良好的疲劳性能。研究结果揭示了自热效应对CFRP疲劳性能的重要影响，为复合材料结构的疲劳设计提供了参考。

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