肖杰粮，丁国平，严小雨

(1.武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070；2.武汉理工大学 数字制造湖北省重点实验室，湖北 武汉 430070；3.武汉理工大学 先进材料制造装备与技术研究院，湖北 武汉 430070)

碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced plastic，CFRP)制作的轴管具有轻质高强、临界转速高、刚度大等独特优势，目前已被广泛应用于汽车、航空航天、船舶舰艇等领域[1-2]。然而，CFRP轴管结构在实际服役期间经常会受到交变载荷的作用，使得CFRP轴管结构内部的微小裂纹不断扩展，进一步演化成疲劳损伤，导致轴管的力学性能大大下降，缩短其使用年限。因此，进一步了解CFRP轴管的疲劳性能，有助于对使用中的CFRP轴管及时进行修复和更换，减少CFRP轴管在实际服役期间因疲劳而造成严重的安全事故。

国内外学者对复合材料的疲劳性能进行了很多研究，主要集中在复合材料的疲劳寿命、剩余刚度和疲劳损伤机理等方面。Saeed等[3]提出了一种基于刚度的疲劳寿命预测模型，结果表明，开发的疲劳寿命预测模型可以成功用于预测复合材料的剩余疲劳周期。He等[4]研究了不同应力水平和加载频率下CFRP层压板的三点弯曲疲劳特性，结果表明：随着疲劳加载应力水平或加载频率的增加，复合材料的弯曲疲劳寿命明显降低。Yang等[5]通过实验和有限元分析方法研究了3D编织复合材料的三点弯曲疲劳行为，获得了3D编织复合材料的疲劳损伤机理和刚度退化曲线。邱爽等[6]研究了不同应力水平对碳纤维复合材料疲劳剩余刚度的影响，结果表明，高应力水平下复合材料疲劳剩余刚度的下降程度较低且其阶段界限较模糊；……