復(fù)合材料的力學(xué)性能(編輯修改稿)
2024-09-11 23:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 勞行為與玻璃纖維復(fù)合材料相差無幾 ， 但其縱向抗疲勞性能要好得多 。 當(dāng)復(fù)合材料在纖維方向承受疲勞載荷時(shí) ， 高模量纖維可使基體產(chǎn)生較小的應(yīng)變 。 第三節(jié) 纖維復(fù)合材料的疲勞行為 ? 單向復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度在纖維方向是最大的 ， 因此能承受較高的拉伸疲勞載荷 。 然而 ， 與多向?qū)雍习逑啾?， 單向復(fù)合材料的疲勞特性并不是最佳的 。 橫向強(qiáng)度低以及不良的試驗(yàn)條件等容易引起復(fù)合材料沿纖維方向發(fā)生縱向開裂 。 如果增加一些 90176。 方向的鋪層 ， 可以避免縱向開裂 。 第三節(jié) 纖維復(fù)合材料的疲勞行為 ? 如圖 為不同結(jié)構(gòu)形式層合板的 SN曲線 。 可見 ， 加入適量 90176。 鋪層或采用 177。 5176。 對稱鋪層結(jié)構(gòu)的層合板較單向?qū)雍习宓睦炱谔匦阅苡兴倪M(jìn) 。 等量的 0176。 和 90176。 鋪層構(gòu)成的正交鋪層層合板的疲勞強(qiáng)度明顯高于玻璃布鋪層層合板 。 由于無紡材料中纖維處于平行和舒直狀態(tài) ， 不象編織物中纖維那樣彎曲 ， 所以一般而言 ， 無紡材料在抗疲勞性方面優(yōu)于編織材料 。 第三節(jié) 纖維復(fù)合材料的疲勞行為 ? 在有切口的試樣中，切口周圍容易產(chǎn)生復(fù)合應(yīng)力和出現(xiàn)應(yīng)力集中。疲勞加載時(shí)，試樣內(nèi)部的損傷使得缺口周圍的應(yīng)力重新分配，所以很難用無切口閉幕式樣的疲勞強(qiáng)度估算切口試樣的疲勞強(qiáng)度。但是，大多數(shù)復(fù)合材料層合板的疲勞數(shù)據(jù)表明，切口（圓孔或裂紋）對疲勞強(qiáng)度的影響并不顯著。 復(fù)合材料切口試樣良好的抗疲勞性主要是由于損傷緩和了切口尖端附近的應(yīng)力集中。 第三節(jié) 纖維復(fù)合材料的疲勞行為 ? 濕度和溫度不僅影響材料的固有強(qiáng)度 ， 也影響材料的應(yīng)力狀態(tài) 。 升高溫度或濕度 ，常常會降低受基體影響較大的鋪層橫向強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 ， 因而也使得剩余強(qiáng)度下降 。吸濕還會降低聚合物基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度 ， 影響玻璃纖維的耐腐蝕性 。 試驗(yàn)表明 ，低溫對復(fù)合材料疲勞壽命的影響幾乎可以忽略 ， 而室溫下濕度對碳纖維復(fù)合材料疲勞壽命的影響亦很小 。 第三節(jié) 纖維復(fù)合材料的疲勞行為 ? 沿纖維方向的拉伸和壓縮試驗(yàn)、垂直于纖維方向的拉伸和壓縮試驗(yàn)以及面內(nèi)剪切試驗(yàn)是單向復(fù)合材料的 5個(gè)基本力學(xué)試驗(yàn) 。一般而言，在纖維方向拉壓及垂直于纖維方向拉伸試驗(yàn)中，應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系多呈線性，而在垂直于纖維方向壓縮及縱橫方向剪切試驗(yàn)中應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系則表現(xiàn)出非線性特征。 第四節(jié) 單向復(fù)合材料的破壞模式 ? 單向復(fù)合材料的破壞模式除與纖維和基體的種類有關(guān)外，還受材料內(nèi)部向種缺陷及損傷的影響 。例如，氣泡、空隙、貧或富膠、夾雜物、不正確的纖維取向等制造缺陷。劃傷、
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