复合材料层合板疲劳寿命预测方法研究

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复合材料由于其优异的力学性能在航空航天和地面交通运输领域得到了广泛应用,其疲劳损伤分析与寿命预测一直是复合材料力学研究领域的重点和难点。将最大应力准则和Puck准则扩展为疲劳失效准则,结合材料性能逐渐退化模型、正则化疲劳寿命分析方法和疲劳损伤累积理论,建立了复合材料层合板疲劳损伤分析模型。采用该模型预测了复合材料层合板疲劳损伤演化和失效过程,并进行55%,60%和65%三级应力水平下的疲劳试验,模型预测的疲劳寿命及失效模式与试验结果吻合。疲劳加载下层合板疲劳损伤从两侧自由边向内侧发展,90°铺层两自由边首先出现基体损伤,随后诱发45°铺层的基体和纤维损伤,0°铺层纤维损伤最后出现,并迅速向中心扩展,直至损伤覆盖整个横截面。
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