单向CFRP蠕变失效时间的预测

试验检测

单向CFRP蠕变失效时间的预测

碳纤维增强复合材料（CFRP）已经被用于飞机、船舶、汽车等方面，其必须保持较高的可靠性。因此，对于受实际环境温度和其它影响的CFRP寿命预测，需要找到可靠、准确的预测方法。CFRP的树脂基体性能会表现出对时间和温度的依赖性，将其称为粘弹性。因此，CFRP的力学性能依赖于时间和温度，而单向CFRP的纵向拉伸强度是CFRP结构可靠设计的重要数据。

基于克里斯坦森的粘弹性裂纹动力学模型，提出了一种聚合物基复合材料在不同温度下蠕变失效时间的预测方法。经过多个树脂浸渍的碳纤维丝（CFRP丝），试验中单向碳纤维丝的纵向拉伸负荷根据各种温度下统计的静态强度。基于各种温度下的静态强度预测方法，统计预测单向碳纤维增强塑料丝的蠕变失效时间。在恒定负荷和温度下，单向CFRP的蠕变失效时间通过试验和统计学方法得到，使用多组CFRP试验与预测值进行比较。结果表明，单向CFRP蠕变失效时间预测可以利用针对单向CFRP的统计静态强度预测，试验蠕变失效时间与预测的一致。

根据对树脂基CFRP寿命预测结果，可扩展到具有高可靠性的一般CFRP结构。

刊名：Advanced Composite Materials（英）

刊期：2014年第5/6期

作者：Nakada

编译：赵前