湿-热-载荷共同作用下碳纤维增强环氧树脂基复合材料老化性能研究

• 作者: 南田田 赵亮 孟玲宇 吴伟萍 费春东
• 来源期刊: 纤维复合材料
• 关键词: CFRP 复合材料 吸湿 脱湿 弯曲载荷 寿命预测
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 页码范围: 21-27,61
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-6423.2020.01.005

摘要

碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)是目前航空航天领域最常用的一种新型高性能复合材料,材料在服役过程中受到湿-热-载荷三场耦合作用而导致力学性能发生退化.本文采用水煮的试验方法,研究了载荷对CFRP吸湿和脱湿特性的影响,以及吸湿和脱湿后材料弯曲性能的变化规律,并依据相应的半经验数学模型对材料进行了寿命预测.试验结果表明:外载荷作用促进了CFRP的吸湿行为,且材料的表观扩散系数、平衡吸湿量随着载荷的增加而增加;在湿-热-载荷作用下,CFRP的界面出现了脱粘现象,并造成了不可逆转的损伤,材料吸湿后弯曲强度和脱湿后弯曲强度恢复率随载荷增加呈现下降趋势;弯曲载荷很大程度上缩减了复合材料的使用寿命,在进行复合材料构件设计时,考虑弯曲载荷的影响对构件安全性和可靠性具有重大意义.