孔隙對(duì)碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料疲勞性能的影響研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，碳纖維復(fù)合材料(CFRP)以其優(yōu)異的比強(qiáng)度、比模量、耐疲勞、抗沖擊、工藝性能良好及具有可設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)逐漸成為航空航天領(lǐng)域重要的結(jié)構(gòu)材料。而且纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的疲勞性能對(duì)應(yīng)用具有重要影響。但隨著這種復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用，由于材料存在耐濕熱環(huán)境穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)、許多和材料有關(guān)的強(qiáng)度問(wèn)題、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的疲勞、耐久性問(wèn)題，材料結(jié)構(gòu)的內(nèi)部孔隙缺陷不易控制等問(wèn)題，限制了CFRP在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　孔隙是復(fù)合材料最常見(jiàn)的微

2、小缺陷?？紫堵逝c其復(fù)合材料的性能有著密切的關(guān)系，通常孔隙率越高，抗疲勞能力越低，對(duì)水的滲透和大氣的作用越敏感。本文整理歸納了國(guó)內(nèi)外有關(guān)孔隙及復(fù)合材料疲勞性能的研究概況；分析了不同的孔隙率對(duì)復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度、彎曲疲勞和彎曲剩余強(qiáng)度的影響；探討了常溫、濕熱和脫濕環(huán)境對(duì)材料彎曲強(qiáng)度和彎曲疲勞性能的影響規(guī)律；通過(guò)材料表觀(guān)狀況、力學(xué)性能、微觀(guān)結(jié)構(gòu)的變化評(píng)價(jià)孔隙率對(duì)疲勞性能的影響。
　　本研究試驗(yàn)結(jié)果表明：在常溫環(huán)境下，隨著孔隙率的增加，最大

3、應(yīng)力的下降幅度逐漸增加，疲勞循環(huán)次數(shù)也在不斷降低，孔隙率對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響比對(duì)靜態(tài)的影響要大；在濕熱環(huán)境下，最大吸濕量隨著孔隙率的增加不斷增大，孔隙率是決定復(fù)合材料吸濕特征的重要因素，材料對(duì)吸濕的敏感性也決定于孔隙的形狀及分布和基體材料的親水性。隨著吸濕時(shí)間的增加，疲勞強(qiáng)度隨著孔隙率的增加而降低，孔隙率對(duì)疲勞性能的影響與孔隙的臨界尺寸和形狀位于高應(yīng)力區(qū)域是相關(guān)的；在脫濕環(huán)境下，隨著孔隙率的增加，彎曲疲勞剩余強(qiáng)度逐漸降低，當(dāng)復(fù)合材料吸濕后重