改性碳/碳复合材料疲劳试验后的断裂行为及剩余强度预测

作者：陆文韬; 张宏宇; 林位麒; 赵华^*

来源：机械工程材料, 2023, 47(02): 96-102.

• 碳/碳复合材料
• 疲劳
• 应力强度因子
• 剩余强度

对改性碳/碳复合材料多层板试样在应力比0.1,-1下进行一定循环周次的疲劳试验后，再进行单向拉伸试验，测得复合材料的平均剩余强度；选择疲劳后具有规整穿透型裂纹的试样，基于其裂纹形貌在Abaqus软件中建立有限元计算模型，计算得到该试样的临界应力强度因子，并以此作为断裂判据对其余试样的剩余强度进行预测，并与各试样的实测剩余强度进行对比。结果表明：试样断口上的疲劳裂纹均呈I型断裂模式，在应力比0.1,-1下的剩余强度均值分别为252.3,258.8 MPa;疲劳后具有规整穿透型裂纹的试样的临界应力强度因子为630 MPa·mm1/2,以此作为断裂判据得到其余试样的预测剩余强度与实测值的相对误差均小于5.5%,说明该方法预测精度较高。

• 单位
  航天学院; 中国运载火箭技术研究院; 西南交通大学