碳/碳复合材料疲劳损伤失效试验研究

朱元林^1,2，温卫东³，刘礼华¹，张继文²，蒋婷慧¹

1. 江苏法尔胜泓昇集团有限公司2. 东南大学土木工程学院3. 南京航空航天大学能源与动力学院

摘 要：对单向碳/碳复合材料纵向拉-拉疲劳特性及面内剪切拉-拉疲劳特性进行了试验研究;对三维四向编织碳/碳复合材料的纵向拉-拉疲劳特性及纤维束-基体界面剩余强度进行了试验研究。使用最小二乘法拟合得到了单向碳/碳复合材料纵向及面内剪切拉-拉疲劳加载下的剩余刚度退化模型及剩余强度退化模型,建立了纤维束-基体界面剩余强度模型。结果显示:单向碳/碳复合材料在87.5%应力水平的疲劳载荷下刚度退化最大只有8.8%左右,在70.0%应力水平的疲劳载荷下,面内剪切刚度退化最大可达30%左右;三维四向编织碳/碳复合材料疲劳加载后强度及刚度均得到了提高;随着疲劳循环加载数的增加,三维四向编织碳/碳复合材料中纤维束-基体界面强度逐渐减弱。

关键词：碳/碳复合材料;三维四向编织;疲劳特性;剩余强度退化模型;剩余刚度退化模型;界面剩余强度模型;