树脂基复合材料老化和疲劳寿命预测

《树脂基复合材料老化和疲劳寿命预测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、分类号UDC密级学校代码10497武层理歹大署学位论文题目一挝旦童基复金挝抖耋丝塑瘗董麦金亟型英文LifePredictionofAgeing题目旦堕鱼呈丛ig旦曼鱼!￡Q!Y磐曼!￡Q!坠卫Q曼i±星墨研究生姓名韭厦主姓名王继龌指导教师姓名倪爱违职称量』婴窒旦学位谴±单位名称挝抖抖堂皇王程堂医邮编垒墨QQZQ申请学位级别亟±学科专业名称复金挝料堂论文提交日期呈Q!墨生§旦论文答辩El期圣Q!墨生墨旦学位授予单位武这理王太堂学位授予El期——答辩委员会主席望臼立定艮j阅人一冀兽李删独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下

2、进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：继益圭日期：塑里：垒2学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影

3、印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。(保密的论文在解密后应遵守此规定)研究生(签名)：整垒主导师(签名)：毛彳绻通细期2幽武汉理工人之：预士学位论文摘要树脂基复合材料在航空航天、船艇、汽车等行业中广泛应用时，承受着外部环境老化和复杂疲劳载荷作用。其自身的多样性以及自然老化的气候可变性，使得此类材料的性能分析和寿命预测十分复杂，研究人员提出了人工加速老化和疲劳主要因素的方法。新近出现的氙灯人工气候老化方法，能与自然老化有更好的

4、相关性，但其老化机理鲜有研究。树脂基复合材料的疲劳寿命预测已有一定研究，但多为先进树脂基复合材料，同时湿热条件下的疲劳分析有待深入。本文在总结树脂基复合材料老化和疲劳理论的基础上，分别在湿热老化、盐雾老化、海水老化、紫外老化和氙灯人工气候老化等五种条件下，丌展了玻璃纤维增强树脂基复合材料层合板的试验研究。通过比较五种老化试样的外观、静态力学性能、吸水率和失重率的变化，分析了温度、湿度、紫外和盐分四种常见老化因素的影响规律；通过测定氙灯人工气候老化试样的动态力学分析(DMA)、傅氏转换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)，分析了

5、湿热条件下材料的老化和疲劳损伤机理；根据加速老化与自然老化的静态力学性能值，计算加速老化因子，建立寿命预测模型。通过氙灯老化前后试样的拉一拉疲劳试验，分析了不同铺层、湿热环境对复合材料的疲劳性能的影响，最后基于刚度降模型估算出其疲劳寿命，并用S-N曲线进行验证。五种老化的试验结果表明：随着老化的进行，试样表面的裂纹和气泡增多，弯曲断裂逐渐呈现韧性断裂；海水老化试样最先达到最大吸水率，而氙灯老化试样和紫外老化试样的吸水率小、失重率大：除了海水老化试样的弯曲强度显著降低外，其余均只有小幅波动；五种老化试样的巴氏硬度均降低，其中氙灯老化

6、试样和紫外老化试样的巴氏硬度较大；氙灯老化过程中，复合材料的储能模量和损耗模量明显增加，tan6和Tg略有下降；氙灯老化后的试样的红外吸收峰位不变、峰强增加，乙烯基树脂复合后峰位略移、峰强降低。因此，紫外辐射是主要老化因素，温度和盐分腐蚀能大大加速老化进程，湿度促进基体降解，纤维影响了树脂交联和降解。采用环境综合因子、老化时间和剩余弯曲强度的关系式描述树脂基复合材料的使用寿命，用SPSS软件检验得知该模型与试验吻合得较好。武汉理上人学硕上学位论支拉拉疲劳试验结果表明：性能由纤维控制的树脂基复合材料的疲劳性能受湿热环境影响较小、受铺

7、层方式影响较大；疲劳寿命随应力水平降低而大幅增加。SEM图表明应力水平降低，疲劳断裂时的裂纹扩展增多。S．N曲线的对比结果表明基于刚度降模型能较好预测层合板的疲劳寿命。关键词：树脂基复合材料，老化，疲劳，寿命预测II武汉堙上大学硕上学位论文AbstractResin—basedcompositematerialsaresubjectedtotheharshextemalenvironmentsandlong-termcomplexfatigueloadswhentheyarewidelyappliedinaerospace，mar

8、ine，automotiveandotherindustries．Theanalysisoftheageingandfatiguelifeforcompositesiscomplicatedbytheirdiversityandthenatural