梁小林，许希武，林智育

(南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室，南京 210016)



复合材料层板低速冲击后疲劳性能实验研究

梁小林，许希武，林智育

(南京航空航天大学 机械结构力学及控制国家重点实验室，南京 210016)

通过对T300/5405复合材料层板进行低速冲击后的压-压疲劳实验，研究含不同冲击损伤层板的压缩性能与其在多级应力水平下的疲劳寿命与损伤扩展，并讨论冲击能量、应力水平、损伤扩展对层板疲劳寿命的影响。结果表明：冲击损伤明显降低层板的剩余强度；在低应水平下，冲击能量越大，含冲击损伤层板的疲劳寿命越小；疲劳实验中损伤经历平稳扩展和快速扩展两个阶段，其中平稳扩展阶段约占总体寿命的80%，快速扩展阶段约占总体寿命的20%，损伤扩展速率随着应力水平降低而减小。

复合材料层板；压缩性能；损伤扩展；疲劳寿命

复合材料层板以其优越的比强度、比刚度和抗疲劳特性广泛应用于现代航空飞行器结构中。在飞行器工作时，复合材料层板结构受到低速冲击，内部会出现大面积的不可视损伤，在循环载荷作用下，层板的承载能力和疲劳性能都明显降低，甚至会突然破坏，造成安全隐患。因此，研究复合材料层板的疲劳寿命与疲劳载荷下的损伤机理具有重要的理论意义和工程应用价值。国内外许多学者对冲击后的复合材料层板进行了实验研究。Ramkumar[1]研究了冲击后层合板的疲劳行为，讨论了冲击后的层板在疲劳实验中初始损伤扩展规律和疲劳应变门槛值，研究表明，冲头直径越小，冲击后的疲劳寿命降低程度越大，在拉-拉、拉-压、压-压3种疲劳加载模式中，压-压疲劳的应变门槛值最低。……