考虑时间和温度影响的复合材料开孔层板压缩失效分析

刘准¹，关志东¹，黎增山¹，康军²

1. 北京航空航天大学航空科学与工程学院2. 中国运载火箭技术研究院研究发展中心

摘 要：鉴于复合材料性能的时间-温度相关性,对固化后的树脂基体（5228A）进行了动力学分析（Dynamic Mechanical Analysis,DMA）,得到了试验窗口中不同温度下的储能模量曲线片段,利用封闭平移（Closed Form Shifting,CFS）方法对其进行扩展,建立了主曲线并得到了曲线片段对应的平移因子。根据加速试验方法（Accelerated Testing Methodology,ATM）,分别以两种铺层的准各向同性开孔层板（CCF300/5228A）为研究对象,建立了匀应变率（Constant Strain Rate,CSR）压缩强度主曲线。借助微距拍摄和超声波C扫描,对其渐进损伤过程和不同温度下的破坏形貌进行了观测。结果表明:即使温度低于玻璃态转变温度,树脂基体动态力学性能也会随时间的增加而降低;单层较厚的开孔层板压缩强度对时间和温度更加敏感,而单层较薄的开孔层板则具有更好的损伤容限性能;温度升高、加载速率降低时,开孔层板压缩最终破坏主导因素从分层损伤趋于纤维屈曲。

关键词：时间-温度相关;复合材料;失效分析;封闭平移;加速试验方法;