超高周期疲勞加載下碳纖維復(fù)合材料的彎曲試驗(yàn)

試驗(yàn)檢測(cè)

超高周期疲勞加載下碳纖維復(fù)合材料的彎曲試驗(yàn)

在超高周期疲勞加載下，聚合物基復(fù)合材料損傷試驗(yàn)的效果直接取決于可靠的加速疲勞試驗(yàn)方法。為了分析納米顆粒改性環(huán)氧樹脂基碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的超高周期疲勞負(fù)荷性能，開發(fā)了一種新的剪切力自由彎曲試驗(yàn)臺(tái)。為了避免軸向載荷和滑動(dòng)接頭的影響已研究出了基于振動(dòng)器的彎曲試驗(yàn)臺(tái)。運(yùn)動(dòng)學(xué)設(shè)計(jì)在分析優(yōu)化和數(shù)值驗(yàn)證方面忽略了測(cè)試區(qū)域的剪切應(yīng)力和試樣表面的均勻分布應(yīng)力。試驗(yàn)測(cè)試原理是基于剪切力自由彎曲。細(xì)長(zhǎng)和分層的彎曲試樣通過球形接頭約束，并且裝載偏心質(zhì)量和彈簧。通過使用振動(dòng)器系統(tǒng)的強(qiáng)迫振蕩來激發(fā)設(shè)置。由于通過彎曲試驗(yàn)臺(tái)兩端的固定球接頭只能實(shí)現(xiàn)小偏轉(zhuǎn)，因此為了克服這個(gè)限制，通過應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)導(dǎo)向的夾具，設(shè)計(jì)了具有額外自由度的超高周期疲勞負(fù)荷性能測(cè)試臺(tái)。對(duì)于試驗(yàn)臺(tái)控制，則應(yīng)用激光三角測(cè)量以及霍爾效應(yīng)傳感器。彎曲試驗(yàn)臺(tái)將進(jìn)一步通過單點(diǎn)振動(dòng)測(cè)量和連續(xù)溫度讀數(shù)來改進(jìn)。在中期試驗(yàn)中，將對(duì)振動(dòng)器加速度實(shí)施閉環(huán)控制回路，以自動(dòng)控制試樣的撓度。

選擇環(huán)氧樹脂基碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的交叉層壓板進(jìn)行彎曲疲勞試驗(yàn)，以用于分析橫向纖維方向疲勞裂紋的適用性。采用有限斷裂力學(xué)方法，開發(fā)了疲勞行為的數(shù)學(xué)模型。

刊名：Polymer Testing（英）

刊期：2016年第54期

作者：Polymer Testing

編譯：趙前