復合材料及其結構疲勞、損傷和斷裂研究概況

      1987年6月在加拿大渥太華舉行的第20屆國際飛機疲勞會議(ICAF)上，各主要西方國家分別介紹了本國航空研究機構、飛機公司及有關高等院校于1985 ~1987年問在航空疲勞、斷裂方面的研究概況，其中絕大多數代表團都專門介紹了飛機復合材料及其結構方面的研究動態。當前我國也開展了這方而的研究，為了幫助有關人員掌握當前國外的動態，從而更好地確定研究方向，本文試圖按復合材料疲勞、損傷和斷裂的一般研究、典型結構件疲勞和斷裂特性研究、飛機結構耐久性和損傷容限特性驗證試驗三方面進行綜述，有些無法包括在上述三個專題的內容，則在“其他疲勞和斷裂研究”一節中介紹。本文所介紹的內容還包括從其他最新發表的文獻上所介紹的動態。

       RAE在多年積累的疲勞數據基礎上重新評定了現有各種壽命估算方法的有效性，發現都不理想，而且均不適用于譜載荷情況。基于靜強度和疲勞強度分散性之間的聯系，他們又發展了一種新的模型。加拿大的多倫多大學發展了一種能估算譜載荷下復合材料層壓板壽命的模型，這種方法把累積疲勞損傷看作是鋪層方向和順序的函數，因此要分別處理每一循環，計算出“等效”損傷，但這種計算需要用試驗得到材料主方向上的“疲勞”函數。麥克店納公司在金屬基復合材料耐久性研究計劃的實施中提出了壽命與強度估算方法，并已編制出計算軟件。只要給出特定層的材料性能及疲勞壽命或分別給出纖維與基體的數據和鋪層，該軟件即可給出層壓板剛度，缺r]附近或截面內的層壓板應力，層壓板強度、疲勞裂紋起壽命、疲勞裂紋擴展和層壓板剩余強度以及破壞方式。

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