Fatigue Behavior of Unidirectional Reinforced Resin Matrix Composites with Different Glass Fibers
摘 要
对高强高模玻璃纤维和E型玻璃纤维单向增强树脂基复合材料进行了拉伸与拉-拉疲劳性能试验, 研究了其拉伸性能及不同加载应力下的疲劳行为。结果表明: 高强高模玻璃纤维增强复合材料的平均抗拉强度比E型玻璃纤维增强的提高了4%, 两种复合材料的拉伸应力和应变均在累积变形阶段呈线性关系, 在断裂阶段呈波动形非线性关系; 两种玻璃纤维增强复合材料的疲劳寿命均随着应力的增加而减小, 在不同应力下, 高强高模玻璃纤维增强复合材料疲劳寿命测试值的分散性均很小, 而E型玻璃纤维增强的分散性相对较大; 与高强高模玻璃纤维增强的相比, E型玻璃纤维增强复合材料的疲劳寿命随应力的变化较大, 其抗疲劳破坏能力较弱。
Abstract
The tensile and tension-tension fatigue property tests were carried out on the high-strength high-modulus glass fiber and E-type glass fiber unidirectional reinforced resin matrix composites. The tensile properties and the fatigue behavior under different loading stresses were studied. The results show that the average tensile strength of the high-strength high-modulus glass fiber reinforced composite was improved by 4% comparing to that of the E-type glass fiber reinforced. The tensile stress and strain of the two composites showed a linear relationship during the accumulative deformation stage and a fluctuating nonlinear relationship during the fracture stage. The fatigue lives of the two glass fiber reinforced composites both decreased with the increase of the stress. Under the different stresses, the dispersibility of the measured fatigue lives of the high-strength high-modulus glass fiber reinforced composite was relatively small while that of the E-type glass fiber reinforced composite was relatively large. The fatigue life of the E-type glass fiber reinforced composite had a relatively great change with the stress and a relatively weak anti-fatigue damage ability comparing to that of the composite reinforced with the high-strength high-modulus glass fiber.
中图分类号 TQ171.77 TQ34 DOI 10.11973/jxgccl201612015
所属栏目 材料性能及应用
基金项目 国家自然科学基金资助项目(51305243,51405275); 山东省自然科学基金资助项目(ZR2014EL027)
收稿日期 2015/9/10
修改稿日期 2016/11/6
网络出版日期
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备注何素敬(1988-), 女, 山东菏泽人, 硕士研究生。
引用该论文: HE Su-jing,HUANG Xue-mei,ZHANG Lei-an. Fatigue Behavior of Unidirectional Reinforced Resin Matrix Composites with Different Glass Fibers[J]. Materials for mechancial engineering, 2016, 40(12): 65~68
何素敬,黄雪梅,张磊安. 不同玻璃纤维单向增强树脂基复合材料的疲劳行为[J]. 机械工程材料, 2016, 40(12): 65~68
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参考文献
【1】SHAHZAD A, ISAAC D H.Fatigue properties of hemp and glass fiber composites[J]. Polymer Composites, 2014, 35(10):1926-1934.
【2】朱晓阳. 纤维增强复合材料疲劳研究现状和发展[J]. 力学进展,1990,20(2):174-190.
【3】沈观林, 胡更正, 刘彬, 等.复合材料力学[M].北京: 清华大学出版社,2006.
【4】杨忠清. 玻璃纤维增强树脂基复合材料疲劳行为研究[D].南京: 南京航空航天大学,2008.
【5】梅端,王钧,李君明,等. 玻璃纤维增强树脂基复合材料拉-拉疲劳行为研究[J]. 玻璃钢/复合材料,2013(2):39-42.
【6】林有智, 周少秋, 曹睿,等. TiAl基合金的拉伸疲劳断裂机理[J]. 机械工程材料, 2013, 37(10):25-28.
【7】徐建新,曹启武,许健,等. T700/QY8911缝合复合材料层合板的拉伸与疲劳性能[J].机械工程材料,2015,39(10):79-83.
【8】霍奇金森.先进纤维增强复合材料性能测试[M]. 白树林, 戴兰宏, 张庆明, 译. 北京: 化学工业出版社,2005.
【9】陈众迎. T300/AG80复合材料层合板力学性能的测试与分析[D]. 北京: 北京工业大学, 2010.
【10】WANG W Z, WAN X P, ZHOU J, et al. Damage and failure of laminated carbon-fiber-reinforced composite under low-velocity impact[J]Journal of Aerospace Engineering, 2014, 27 (2):308-317.
【11】冯培锋, 李海涛, 赵承杰,等. 层板复合材料疲劳性能测试实验[J]. 集美大学学报(自然科学版), 2002, 7(2):140-143.
【12】柴亚南, 沈真. 复合材料层压板疲劳特性的试验研究[J]. 航空学报, 1991, 12 (12):B643-B646.
【2】朱晓阳. 纤维增强复合材料疲劳研究现状和发展[J]. 力学进展,1990,20(2):174-190.
【3】沈观林, 胡更正, 刘彬, 等.复合材料力学[M].北京: 清华大学出版社,2006.
【4】杨忠清. 玻璃纤维增强树脂基复合材料疲劳行为研究[D].南京: 南京航空航天大学,2008.
【5】梅端,王钧,李君明,等. 玻璃纤维增强树脂基复合材料拉-拉疲劳行为研究[J]. 玻璃钢/复合材料,2013(2):39-42.
【6】林有智, 周少秋, 曹睿,等. TiAl基合金的拉伸疲劳断裂机理[J]. 机械工程材料, 2013, 37(10):25-28.
【7】徐建新,曹启武,许健,等. T700/QY8911缝合复合材料层合板的拉伸与疲劳性能[J].机械工程材料,2015,39(10):79-83.
【8】霍奇金森.先进纤维增强复合材料性能测试[M]. 白树林, 戴兰宏, 张庆明, 译. 北京: 化学工业出版社,2005.
【9】陈众迎. T300/AG80复合材料层合板力学性能的测试与分析[D]. 北京: 北京工业大学, 2010.
【10】WANG W Z, WAN X P, ZHOU J, et al. Damage and failure of laminated carbon-fiber-reinforced composite under low-velocity impact[J]Journal of Aerospace Engineering, 2014, 27 (2):308-317.
【11】冯培锋, 李海涛, 赵承杰,等. 层板复合材料疲劳性能测试实验[J]. 集美大学学报(自然科学版), 2002, 7(2):140-143.
【12】柴亚南, 沈真. 复合材料层压板疲劳特性的试验研究[J]. 航空学报, 1991, 12 (12):B643-B646.
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