【摘 要】
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当今科学技术发展日新月异,复合材料因具备良好的力学性能而广泛应用于生产生活中。复合材料受载时由于各向异性的特点力学响应较复杂,因此结构在满足工程需求的前提下,利用复合材料提升产品性能的同时必须保证产品的安全性和可靠性,需要对复合材料的疲劳问题展开更深入的研究。疲劳导致材料性能的变化宏观反映在力学响应参数的不同,若通过复合材料服役过程中的位移和应变的变化情况实现对材料参数的退化情况的监控,从而能够有
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当今科学技术发展日新月异,复合材料因具备良好的力学性能而广泛应用于生产生活中。复合材料受载时由于各向异性的特点力学响应较复杂,因此结构在满足工程需求的前提下,利用复合材料提升产品性能的同时必须保证产品的安全性和可靠性,需要对复合材料的疲劳问题展开更深入的研究。疲劳导致材料性能的变化宏观反映在力学响应参数的不同,若通过复合材料服役过程中的位移和应变的变化情况实现对材料参数的退化情况的监控,从而能够有效预测剩余疲劳寿命具有重要的现实意义。以复合材料层合板结构件服役中受弯曲疲劳载荷作用为研究背景,本文旨在通过测量复合材料层合板的位移和应变实现对微观结构性能退化的表征,同时实现对复合材料当前剩余疲劳寿命的估算。内容上主要从以下三个方面展开研究:（1）从理论分析的角度获得复合材料层合板在不同弯曲载荷形式、不同边界条件下的位移和应变,探究刚度是如何影响力学响应参量的,利用有限元仿真的方法探讨了不同的损伤模式下材料性能参数折减获得的位移和应变增长率情况;（2）对碳纤维增强复合材料层合板进行三点弯曲疲劳试验,模拟复合材料在弯曲疲劳下的实际工况,采用数字图像方法测量位移数据,采用电阻应变片测量应变数据,观测试验中复合材料的宏观表现及损伤情况;（3）对试验数据做统计分析,获取复合材料位移和应变随疲劳进程的变化规律,结合理论分析提出一种与力学响应参数相关的刚度降低模型,并以该模型预测其他工况下复合材料层合板材料性能衰减,进而实现对剩余疲劳寿命的预估,通过对比实际寿命验证模型的合理性。
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