復合材料的力學性能優異且有性能可設計、結構輕量化、成本低等特點,得到了廣泛的應用
在航空航天領域,先進復合材料的使用使飛行器的推重比提高[1]
因此,復合材料在一定溫度下承載能力和疲勞損傷的評估成為研究的熱點
在疲勞載荷的作用下,循環數的增加使復合材料的剛度和強度退化
根據剛度和強度的退化所建立的預測復合材料壽命的模型,成為剩余剛度模型和剩余強度模型
剩余剛度模型和剩余強度模型屬于宏觀描述,避免了材料內復雜的損傷機制,降低了復合材料疲勞壽命預測的難度
但是,與疲勞壽命模型不同,剩余剛度模型和剩余強度模型在一定程度上反應了材料的損傷機理,在工程中廣泛應用
國內外學者提出了多種剩余剛度和剩余強度模型
Hustion[2]和YANG等[3]基于剩余剛度對循環數的導數與剩余剛度的冪函數成反比和與循環數之間有冪函數的關系,推導出剩余剛度模型
顧怡等[4]根據復合材料的損傷特點引入線性退化模型和冪函數退化模型描述復合材料剩余強度的變化規律
隨著對復合材料損傷機理研究的深入,以及復合材料疲勞損傷后期(屬于局部性破壞)的不確定性和與前期和中期不同的整體性損傷,可將復合材料的疲勞損傷分為兩個階段,因此出現兩階段模型
王三平[5]認為,應該將復合材料的疲勞損傷分為兩個階段,且可用冪函數描述疲勞壽命后期剩余剛度的下降規律
賈寶惠等[6]基于疲勞損傷的兩段論,用冪函數和線性函數分別描述剛度在第一階段和第二階段的下降
程光旭等[7]認為,復合材料疲勞損傷可分為兩個階段,第一階段可用應力松弛和應變松弛的概念表示,第二階段可用耗散勢表示損傷率,從而建立了疲勞損傷演化兩階段模型
吳富強等[8]認為,可用嵌套型的冪函數描述剩余強度隨循環數下降的規律,并得出復合材料鋪層方式對剩余強度的影響
此外,由于復合材料具有分散性,出現了材料性能退化的概率模型
陳基偉等[9]根據對復合材料分散度的分析,認為可用正態分布表示剩余剛度,并建立了剩余剛度概率模型
高建雄[10]基于干涉分析理論和復合材料疲勞壽命和剩余強度均服從Weibull分布,根據載荷循環次數-疲勞壽命干涉模型和循環應力-剩余強度干涉模型建立了恒幅循環載荷和不確定性恒幅循環載荷下的剩余強度概率模型
隨著復合材料應用的增多,航空航天領域中的許多研究人員除了關注應力的影響還關注其它因素的影響,特別是對復合材料中纖維的含量和溫度的影響
許多研究
聲明:
“考慮溫度和纖維含量影響的單向層合板材料的退化模型” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)