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碳纤维复合材料接头力学性能试验与仿真分析

孙旋 , 童明波 , 陈智 , 高彬

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160308.003

采用试验和仿真分析的方法对T800/924复合材料接头在拉伸载荷作用下的力学性能进行研究.在电子万能试验机上进行了接头试验件的拉伸试验,记录试验中试验件的破坏过程,得到了最终失效载荷.采用非线性有限元法,基于ABAQUS软件平台,使用内嵌的材料用户定义子程序(VUMAT),建立了该试验对应的有限元分析模型,得到接头的应变分布情况,并给出接头失效载荷的计算值.结果表明:计算预测接头的损伤部位与试验吻合,失效载荷计算值与试验值差值较小,证明了仿真分析方法的可行性.通过结果分析发现,孔边是应力集中的地方,破坏一般从孔边开始萌生,并且接头面外受载能力较弱,接头的失效模式一般是孔边面外拉脱.

关键词: 碳纤维复合材料 , 力学性能 , VUMAT , ABAQUS , 失效模式

碳纤维织物布层压复合材料湿热环境疲劳后剩余压缩强度

孙旋 , 童明波 , 陈智 , 刘鑫娴 , 秦福德

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150709.002

为了研究湿热环境对碳纤维织物布层压复合材料疲劳性能的影响,开展了碳纤维织物布含中心孔层压板疲劳试验和剩余压缩强度试验,并为湿热环境拉-压疲劳试验自行设计了湿热环境试验箱.参照ASTM标准设计加工了疲劳试验夹具和压缩试验夹具,分别在标准环境条件(温度(23±2)℃、相对湿度(50±5)%RH),湿热环境条件(温度(70±2)℃、相对湿度(85±5)%RH)下对试件进行拉-压疲劳试验,之后分别进行了剩余压缩强度试验.以标准环境疲劳试验件的剩余压缩强度为基准值,对比湿热环境疲劳试验件的破坏载荷对应的极限压缩强度,计算其与基准值的差值.通过试验结果对比,得到湿热环境下试验件疲劳后剩余压缩强度下降了14%,该湿热环境对载荷谱下的碳纤维织物布层压复合材料试验件疲劳后剩余压缩强度影响较小.

关键词: 碳纤维 , 织物布层压复合材料 , 湿热环境 , 疲劳 , 剩余压缩强度

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