复合材料学报

作者：谭伟, 那景新, 任俊铭, 慕文龙, 冯耀,

关键词：碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料, 层间力学性能, 高温老化, 失效强度, 预测模型, 衰减系数,

为了研究碳纤维增强树脂（CFRP）复合材料层间力学性能在高温环境中的老化失效行为，设计了CFRP复合材料层间拉伸和层间剪切实验，在高温（80℃）环境中进行0（未老化）、120 h、240 h、360 h、480 h、600 h和720 h的老化测试，分析CFRP层间失效强度和失效形式随老化时间的变化规律，得到随高温老化的二次应力准则响应面。建立CFRP复合材料层间力学性能预测模型，得到不同老化衰减系数下的退化模型，并通过CFRP复合材料层间仿真模型进行了验证。结果表明：随着高温老化时间的增加，层间拉伸和层间剪切强度总体上都发生了一定程度的退化，层间拉伸时更容易发生碳纤维丝剥离，层间剪切发生局部的树脂剥离，纤维之间的分层更加明显，高温老化使树脂与纤维丝的界面结合力显著下降。通过CFRP复合材料层间力学性能随高温老化的二次应力准则，计算不同老化时间后的内聚力模型参数，预测CFRP复合材料在高温老化条件下的层间强度，发现仿真与实验误差小于10％，说明了CFRP复合材料层间失效预测模型的准确性。

来源：2020年第4期

《复合材料学报》期刊编辑部

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