疲劳载荷下复合材料界面剩余强度演化规律

摘要

复合材料主要应用于航空航天、汽车工业、化工、医学、纺织和机械制造领域，其热稳定性好，比强度、比刚度高，二维编织复合材料由于编织增强体中纤维相互缠绕，二维编织复合材料在剪切强度、抗冲击性、断裂韧性等性能上优于传统的层合复合材料。人们对其疲劳性能的研究有限，因此有必要对其疲劳性能进行深入的研究，分析疲劳损伤的模式，建立其疲劳寿命预测模型，为了更加广泛的应用提供理论支持。本文的主要研究内容如下：
　　（1）对于复合材料纤维/基体界面与复合材料的强度特性的关系进行讨论，通过弹性理论对复合材料界面应力传递进行理论分析。
　　（2）利用有限元软件ABAQUS，建立纤维顶出试验过程的力学模型，讨论了纤维在试件中的厚度和基体包裹纤维的厚度不同时，纤维/基体剪应力的变化规律。
　　（3）对碳纤维/环氧树脂二维编织复合材料进行疲劳性能的研究。包括碳纤维/环氧树脂二维编织复合材料的静态拉伸强度，在应力水平分别为90％、85%、80%、75%、70%、68%的正弦疲劳载荷下的疲劳寿命，并进行寿命的预测。在应力水平为75%的正弦疲劳载荷下碳纤维/环氧树脂二维编织复合材料的剩余界面剪切强度。

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第1章 绪论

1.1 课题背景及研究目标

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 复合材料界面剪切强度（IFSS）试验方法比较

1.4 复合材料疲劳性能研究现状

1.5 本文的主要研究内容

第2章 关于复合材料界面的应力传递

2.1 引言

2.2界面的分类

2.3 复合材料界面弹性理论分析

2.4 复合材料界面应力传递理论分析

2.5 本章小结

第3章 界面应力分布的分析有限元分析

3.1 有限元软件ABAQUS介绍

3.2 力学模型的必要性和合理性

3.3 有限元模型的建立

3.4 有限元分析

3.5 本章小结

第4章 二维编织复合材料疲劳性能研究

4.1 引言

4.2 复合材料静强度试验

4.3 复合材料的疲劳试验研究

4.4复合材料界面剩余剪切强度

4.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢