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温湿环境下CFRP层合板的弯曲疲劳寿命与结构频率的关联性研究
1
作者
吕林泽
张芝芳
+1 位作者
郑铭峰
江剑
《复合材料科学与工程》
北大核心
2025年第2期99-107,共9页
纤维增强复合材料(FRP)层合结构在温湿环境下的疲劳性能会加速退化,影响结构使用安全,缩短结构服役寿命。为研究温湿环境下FRP结构的弯曲疲劳行为,对碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板进行了不同温度下的水浴吸湿试验,对达到吸湿平衡状态...
纤维增强复合材料(FRP)层合结构在温湿环境下的疲劳性能会加速退化,影响结构使用安全,缩短结构服役寿命。为研究温湿环境下FRP结构的弯曲疲劳行为,对碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板进行了不同温度下的水浴吸湿试验,对达到吸湿平衡状态的试件进行了弯曲疲劳试验和模态测试。试验过程中,每隔一定循环次数会停止施加弯曲疲劳荷载,对试件进行模态测试以获取在该疲劳状态下CFRP层合板的固有频率。结果表明:疲劳破坏发生在夹持端部位,主要表现为横截面处的脆性断裂,断口处呈现锯齿状;随着循环次数增加,CFRP试件的振动频率先突降后渐降,且频率下降幅度顺序为高温湿态(ETW)>常温湿态(RTW)>常温干态(RTD);相比RTD工况,RTW和ETW工况下CFRP试件的弯曲疲劳寿命分别下降8.96%和21.2%,表明温度和湿度耦合作用比单一作用对CFRP层合板的弯曲疲劳寿命影响更大,且温度比湿度因素对弯曲疲劳寿命的影响大。本文还推导了结构振动频率与CFRP层合板的弯曲疲劳寿命之间的定量关联公式,为基于结构频率预测FRP层合板的剩余弯曲疲劳寿命提供了理论依据。
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关键词
湿热效应
复合材料层合板
弯曲疲劳寿命
结构频率
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职称材料
题名
温湿环境下CFRP层合板的弯曲疲劳寿命与结构频率的关联性研究
1
作者
吕林泽
张芝芳
郑铭峰
江剑
机构
广州大学风工程与工程振动研究中心
出处
《复合材料科学与工程》
北大核心
2025年第2期99-107,共9页
基金
广东省自然科学基金项目(2022A1515011433)
高等学校学科创新引智计划(D21021)
广州市科技计划项目(20212200004)。
文摘
纤维增强复合材料(FRP)层合结构在温湿环境下的疲劳性能会加速退化,影响结构使用安全,缩短结构服役寿命。为研究温湿环境下FRP结构的弯曲疲劳行为,对碳纤维增强复合材料(CFRP)层合板进行了不同温度下的水浴吸湿试验,对达到吸湿平衡状态的试件进行了弯曲疲劳试验和模态测试。试验过程中,每隔一定循环次数会停止施加弯曲疲劳荷载,对试件进行模态测试以获取在该疲劳状态下CFRP层合板的固有频率。结果表明:疲劳破坏发生在夹持端部位,主要表现为横截面处的脆性断裂,断口处呈现锯齿状;随着循环次数增加,CFRP试件的振动频率先突降后渐降,且频率下降幅度顺序为高温湿态(ETW)>常温湿态(RTW)>常温干态(RTD);相比RTD工况,RTW和ETW工况下CFRP试件的弯曲疲劳寿命分别下降8.96%和21.2%,表明温度和湿度耦合作用比单一作用对CFRP层合板的弯曲疲劳寿命影响更大,且温度比湿度因素对弯曲疲劳寿命的影响大。本文还推导了结构振动频率与CFRP层合板的弯曲疲劳寿命之间的定量关联公式,为基于结构频率预测FRP层合板的剩余弯曲疲劳寿命提供了理论依据。
关键词
湿热效应
复合材料层合板
弯曲疲劳寿命
结构频率
Keywords
hygrothermal effect
composite laminate
bending fatigue life
structural frequency
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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题名
作者
出处
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被引量
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1
温湿环境下CFRP层合板的弯曲疲劳寿命与结构频率的关联性研究
吕林泽
张芝芳
郑铭峰
江剑
《复合材料科学与工程》
北大核心
2025
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职称材料
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