復(fù)合材料層壓板由于具有優(yōu)異的性能，在工程技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其抗疲勞性能也在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中越來越得到重視。

       目前處理復(fù)合材料疲勞壽命問題，主要采用S-N曲線和疲勞累積損傷理論的方法，唯象地定義損傷變量，建立累積損傷模型，具體體現(xiàn)為剩余強(qiáng)度模型、剩余剛度模型、耗散能模型等。然而它們應(yīng)用的對象主要是具體鋪層的層壓板，迄今為止還沒有一種成熟的普遍適用的壽命估算模型可供工程使用。以碳纖維／雙馬來酰亞胺樹脂( T300/Q Y8911)復(fù)合材料層壓結(jié)構(gòu)為研究對象，在疲勞模量概念基礎(chǔ)上，應(yīng)用累積應(yīng)變損傷模型，建立發(fā)展了根據(jù)單向板在確定應(yīng)力比下的疲勞試驗(yàn)結(jié)果，來預(yù)測同種材料體系多向?qū)訅喊迤趬勖墓浪惴椒ê陀?jì)算程序，克服了傳統(tǒng)的復(fù)合材料壽命預(yù)測方法依賴于試件鋪層方式和受力方式的缺點(diǎn)。但該方法建立在經(jīng)典層壓板應(yīng)力分析的基礎(chǔ)之上，只能考慮面內(nèi)應(yīng)力及面內(nèi)損傷的影響。由于層間應(yīng)力的存在，受面內(nèi)載荷的層壓板實(shí)際處于多軸應(yīng)力狀態(tài)，將對層壓板的疲勞壽命產(chǎn)生顯著影
響。在復(fù)合材料多軸疲勞損傷與壽命分析方面進(jìn)行了有效探索。利用文獻(xiàn)提出的方法預(yù)測了層壓板受低速?zèng)_擊后在壓一壓疲勞載荷作用下的疲勞壽命。本文作者在方法的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種考慮三維應(yīng)力的復(fù)合材料層壓板疲勞壽命分析方法，模擬層壓板損傷產(chǎn)生、發(fā)展直至破壞的完整過程，并給出疲勞壽命。

       由于層間應(yīng)力的存在，受面內(nèi)載荷作用的復(fù)合材料層壓板實(shí)際處于多軸應(yīng)力狀態(tài)。構(gòu)建了由剛性元、彈簧元和二維板元構(gòu)成的準(zhǔn)三維有限元模型，結(jié)合單向板在典型應(yīng)力狀態(tài)下的疲勞試驗(yàn)結(jié)果和疲勞損傷模型，發(fā)展了一種考慮三維應(yīng)力的、預(yù)測任意鋪層多向?qū)訅喊迤趬勖姆治龇椒?，包括?yīng)力分析、靜力和疲勞累積損傷失效分析及材料性能退化3個(gè)主要部分，能夠模擬面內(nèi)和層間損傷產(chǎn)生、發(fā)展直至層壓板整體破壞的完整過程，并得到疲勞壽命。對2種T300/Q Y8911多向鋪層板進(jìn)行了實(shí)際計(jì)算，壽命預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。

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