基于裂纹扩展代表体元模型的碳纤维复合材料低温界面强度测试方法
钱文新1
高维健2
朱斌1
殷波1
牛荫杰3
张笑闻4
1.国家能源集团永州发电有限公司,永州 4250002.沈阳飞机设计研究所,沈阳 1100663.北京石油化工学院 材料科学与工程学院,北京 1026274.大连理工大学 力学与航空航天学院,大连 116023
摘要：[目的]针对碳纤维复合材料在液氢等深低温环境下界面强度难以直接准确测试的问题,提出了一种基于裂纹扩展行为反演界面剪切强度的间接测试方法,旨在为低温复合材料结构的强度设计与可靠性评估提供支撑.[方法]首先,建立了纤维、基体与界面之间断裂能释放率关系的裂纹扩展代表体元模型;其次,通过开展T700/TDE-85M复合材料单向层合板在不同温度(-196～25℃)下的纵向拉伸试验,获取了断面形貌;然后,对裂纹扩展路径(包括偏转、穿透及其组合模式)的出现概率进行了统计分析;最后,基于上述模型与试验数据,反演推导获得了界面剪切强度.[结果]研究表明,该方法在-196～25℃温度范围内测得的界面剪切强度,与单丝拔出法的测试结果误差在±10%以内,验证了模型的有效性.同时发现,界面强度随温度降低而呈下降趋势,且低温环境下裂纹更倾向于发生界面偏转.
关键词：碳纤维复合材料界面强度裂纹扩展低温试验代表体元模型
分类号：TB302(工程材料学)TB332(工程材料学)
论文发表日期：2026-05-31
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 90-96 )
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