基于数字图像相关方法的纤维-基体界面疲劳力学性能实验研究.pdf

《基于数字图像相关方法的纤维-基体界面疲劳力学性能实验研究.pdf》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、第43卷第3期塑料工业2015年3月CHINAPLASTICSINDUSTRY·123·基于数字图像相关方法的纤维一基体界面疲劳力学性能实验研究半郝文峰，原亚南，姚学锋，马寅估(1．北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室，北京100095；2．清华大学工程力学系，北京100084)摘要：基于数字图像相关方法实验研究了芳纶纤维一环氧树脂基体界面疲劳力学性能。首先，通过有机玻璃模具、芳纶纤维束以及常温固化环氧树脂制备了纤维一基体界面力学性能测试用试验件；其次，利用疲劳试验机搭建了纤维一基体界面疲劳力学性能数字图像相关方法非接触光学测试

2、平台；最后，试验表征了纤维一基体界面在压一压疲劳载荷和三点弯曲疲劳载荷作用下的界面残余变形，分析了纤维柬对基体疲劳性能的影响。关键词：数字图像相关；纤维一基体界面；纤维复合材料；疲劳DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2015．03．021中图分类号：0348．1文献标识码：A文章编号：1005—5770(2015)03—0123—04ExperimentalStudyontheFatiguePropertyofFiber-MatrixInterfaceUsingDigitalImageCorrelationMethodH

3、AOWen-feng，YUANYa-nan，YAOXue-feng，MAYin-ji(1．BeringKeyLaboratoryofAeronauticalMaterialsTestingandEvaluation，BeringInstituteofAeronauticalMaterials，Beijing100095，China；2．DepartmentofEngineeringMechanics，AppliedMechanicsLab，TsinghnaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Inthi

4、spaper，thefatigueprope~yoffiber-matrixinterfacewasstudiedexperimentallybasedondigitalimagecorrelation(DIC)method．First，thespecimens，whichwereusedtostudythepropertiesoffiber-matrixinterface，werepreparedusingapolymethylmethacrylatemould，aramidfiberbundleandroomtemperaturecurin

5、gepoxyresin．Then，basedonthefatiguemachineanddigitalimagecorelationmethod，thenon—contactopticalmeasurementsystemwasestablishedusingfatiguetestingmachine．Finally，theresidualdeformationoffiber-matrixinterfaceundercompress·-compressfatigueloadandthree·pointbendingfatigueloadwasc

6、haracterized，andtheeffectofthefiberbundleonthefatiguepropertiesofepoxymatrixwasanalyzed．Keywords：DigitalImageCorelation；Fiber—matrixInterface；FiberReinforcedComposites；Fatigue纤维一基体界面力学性能对纤维复合材料力学行结果，在考虑纤维一基体界面摩擦力的情况下，分析为有重要影响，研究表明弱的纤维一基体界面可以使了纤维一基体界面疲劳性能退化行为，研究结果表明得裂纹偏转和纤维桥联

7、，因此纤维一基体的弱界面有桥联疲劳裂纹扩展受界面性能退化以及界面摩擦力影利于阻止疲劳裂纹扩展。实际上，在工程应用中，纤响较大。Walls等研究了纤维增强金属基复合材料维复合材料的横向性能是限制其最终使用寿命的重要在拉一拉疲劳加载下纤维一基体界面滑移现象，提出因素。纤维增强复合材料横向力学性能可以通过提高了一种考虑纤维一基体界面性能退化的预测模型，最纤维一基体界面粘接强度来得到提高。由于界面力学后通过试验验证了模型的有效性。Warrier等研究性能的复杂性，对纤维一基体界面进行优化得到最优了三种不同强度界面的SiC纤维增强钛基复合材料的的整体力学

8、性能显得极为重要。疲劳性能，研究结果表明增加界面粘接强度和抗剪切Chan⋯基于纤维桥联模型和界面裂纹裂尖应力滑移能力可以提高复合材料疲劳寿命。Gao等