聚合物基复合材料自热引起疲劳损伤积累的限制研究进展

摘要整理

自热效应是聚合物及聚合物基复合材料（PMCs）在疲劳加载或振动作用下出现的灾难性现象。由于这类材料导热系数较低，自热效应表现为结构内温度升高。温度升高产生的热应力与纤维和聚合物基体间的热膨胀系数（CTE）失配引发和/或加速结构劣化，最终导致结构疲劳突然失效。对于众多实际应用而言，首先需要在纳米、微观和宏观尺度上表征自热现象引起的劣化机制，然后通过多种方法将其最小化。一个可行的解决方案是通过各种冷却方案（如环境和工作条件下的对流冷却）对结构表面进行冷却，以增强热量散失。此外，通过选择具有优异热导率等热机械性能的材料，可以防止或至少最小化结构劣化。本文综合评述了循环加载PMC结构疲劳性能的研究进展，分析了防止自热效应引起结构劣化的可行方案，包括冷却策略、材料选择和结构设计等多个方面。

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