《碳纖維增強高分子複合材料疲勞失效與微觀演化機理》是依託西安交通大學，由蔡洪能擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：碳纖維增強高分子複合材料疲勞失效與微觀演化機理
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：蔡洪能
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
超輕高強碳纖維增強高分子複合材料的用量已成為飛機先進性的一個重要標誌。複合材料使用可靠性和安全性是複合材料能否大量使用的關鍵。複合材料失效模式有可能是纖維，也有可能是基體，還有可能是界面，纖維與不同基體組合其強度有所不同；基體的粘彈性決定了複合材料性能也是粘彈性的，疲勞失效不但要考慮疲勞次數的影響，而且應考慮疲勞載入時間的影響。以上問題對傳統複合材料疲勞強度設計理論提出了新的挑戰。課題申請人提出了基於宏微觀力學結合組分失效機理的複合材料疲勞強度和壽命設計理論(J COMPOS MATER,2008),為複合材料疲勞剩餘強度理論和實驗研究開闢了一個全新的方向。本研究擬在已有研究的基礎上，運用巨觀和微觀相結合的方法從微觀上對粘彈性複合材料疲勞失效與演化機理進行分析，對失效的力學表征進行深入研究，用於三維複雜結構的疲勞設計，提高複合材料強度設計理論的可靠性，提高民用飛機長期服役時的安全性。
結題摘要
超輕高強碳纖維增強高分子複合材料的用量已成為飛機先進性的一個重要標誌。 複合材料使用可靠性和安全性是複合材料能否大量使用的關鍵。 複合材料失效模式有可能是纖維，也有可能是基體，還有可能是界面，纖維的強度與基體類型和固化工藝有重大關係，複合材料的性能表征應基於複合狀態下進行測定；高分子基體的粘彈性表明複合材料的強度還將隨載入時間變化。以上問題對傳統複合材料強度設計理論提出了新的挑戰。課題負責人及成員提出了巨觀、微觀力學相結合基於組分物理失效機理的複合材料表征方法和強度設計理論，系統研究了複合材料微觀力學模型建模方法、組分內部微觀力學放大、複合狀態下組分強度表征、基於微觀力學的三維複合材料結構設計方法等。實現了複合材料組分強度的精確表征，實現了真正意義上基於組分物理失效的起裂、裂紋擴展到最終失效的完備分析方法。並且從層合板性能試驗、複合材料結構強度靜載和疲勞強度試驗方面開展了研究工作。理論研究和試驗研究都表明了巨觀、微觀力學相結合基於組分物理失效機理複合材料結構強度設計理論的精確性和可靠性，可以用於複合材料的性能表征和大型結構的分析設計。
