车用碳纤维增强复合材料连接结构耐久性研究及失效机理分析

作者：杨阳; 林英豪; 王元伍; 范以撒^*

来源：复合材料科学与工程, 2023, (10): 78-86.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20231028.011

• 轻量化
• 粘接接头
• 失效载荷
• 后固化
• 碳纤维增强复合材料

粘接接头便于连接FRP型材料，具有应力分布均匀、疲劳性能好、质量轻等优点，常被用于车辆的轻量化结构设计。车辆在服役过程中会经历不同的温度、湿度耦合作用，给粘接结构的耐久性带来了巨大的挑战。因此，研究车用碳纤维增强复合材料连接结构(CFRP-CFRP)耐久性对车辆轻量化具有重要的指导意义。本文对CFRP-CFRP单搭接接头分别进行在60℃/95%RH、60℃/100%RH、60℃/3.5%NaCl和60℃/5%NaCl温湿盐耦合环境下放置240 h、480 h、720 h的老化试验。利用Fick定律模拟胶黏剂吸水过程，并与实际吸水率进行比较；通过准静态拉伸测试得到接头失效载荷和力-位移曲线，观察到失效载荷并不随时间增长而上升或下降，这表明后固化(失效载荷上升)和环境侵蚀(失效载荷下降)是两种具有相反作用相互竞争的因素。此外，采用DSC和FTIR测试设备对老化前后的胶黏剂进行表征，分析其内在失效机理。

• 单位
  华北水利水电大学; 中车唐山机车车辆有限公司