沙云东 周 颖 骆 丽

（沈阳航空航天大学 航空发动机学院，沈阳 110136）

近年来，复合材料得到了广泛应用，在航空、汽车和风能等行业均有较大发展[1]。特别是在航空工业，由纤维增强体与金属基体结合而成的纤维增强金属基复合材料，与其他结构材料相比，具有高比强度、机械性能和耐腐蚀能力等优良特性，为航空发动机提供了更高的承载强度、抗冲击性和抗损伤能力，成为新一代高推重比航空发动机的重要结构材料[2]。涡轮轴作为航空发动机的重要承力构件，工作条件恶劣，一旦失效往往后果严重。有效的失效分析方法对复合材料结构的研究和发展有着重要的作用，因此对复合材料构件的失效方法研究成为重要的研究课题。

目前，国内外众多学者对复合材料轴的失效开展了大量的理论与试验研究工作。Ercan等[3]对冲击载荷作用下复合材料轴的扭转特性进行试验与数值分析，计算了冲击载荷下的最大扭矩和最大扭转角；Montagnier等[4]采用遗传算法对亚临界或超临界转速下的复合材料传动轴进行优化设计，用最大应力准则计算了传动轴的扭转强度；Khalid等[5]通过试验研究，对铝基复合材料传动轴进行了弯曲疲劳分析，结果表明，裂纹起始于无纤维区，并随着循环次数的增加而扩大，直至试样失效；沙云东等[6-7]用代表体积元模型预测复合材料力学性能，建立复合材料轴模型，分析了不同体积分数、铺层角度和厚度对复合材料轴结构拉伸失效载荷的影响。……