FRP复合材料剩余刚度退化复合模型

宗俊达¹，姚卫星²

1. 南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室2. 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室

摘 要：为建立剩余刚度与材料损伤量及剩余寿命的关系,将纤维增强树脂复合材料（FRP）层合板在拉-拉疲劳载荷作用下的失效模式划分为纤维间破坏、纤维随机断裂与分层3种类型,分析不同失效模式与剩余刚度退化量的定量关系,提出一个集成各失效模式影响的剩余刚度退化复合模型。该模型适用于占寿命绝大多数比例的Ⅰ、Ⅱ阶段,避免了Ⅲ阶段刚度降不确定性的影响。剩余刚度退化曲线按时间尺度归一化,消除了试件个体分散性影响,分散性显著降低。对4种E-glass/Epoxy玻璃纤维复合材料层压板与3种AS-4/聚醚醚酮（PEEK）碳纤维复合材料层压板的疲劳试验结果进行了统计分析,表明本文模型适于精确描述复合材料的剩余刚度下降规律。

关键词：复合材料;层合板;疲劳;剩余刚度;失效模式;