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环境温度对碳纤维/ 聚醚醚酮复合材料拉伸性能及疲劳寿命的影响
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[cstr]
作者:
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中国民航大学中欧航空工程师学院

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中图分类号:

:TB332

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Effect of Temperature on Tensile Properties and Fatigue Life ofCarbon Fiber Reinforced Polyether-Ether-Ketone Composites
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    摘要:

    通过拉伸实验获得碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(CF/ PEEK)拉伸性能随温度的变化关系,并利
    用扫描电子显微镜观察断口形貌,研究分析了材料高温损伤机理。结果表明,随着环境温度的升高,碳纤维/
    PEEK 的弹性模量与拉伸强度显著降低,在温度达到220益时,分别下降89. 20% 和71. 18%;断裂伸长率持续
    上升,在220益时达到8. 84%。弹性模量与断裂伸长率在Tg附近变化显著,主要原因是高温下纤维/ 树脂界面
    脱粘和树脂由玻璃态转化为高弹态后拉伸性能的显著变化。借助有限元方法计算由该材料制成的驾驶舱方向
    舵踏板在不同温度下的疲劳寿命,得出疲劳寿命随温度的升高而下降。在Coffin鄄Manson 方程和通用斜率方程
    的基础上总结得出该材料疲劳寿命与温度的关系。

    Abstract:

    The effect of thermal behavior on tensile properties of 30% carbon fiber reinforced polyether鄄ether鄄ke鄄
    tone (CF/ PEEK) and the damage mechanism at high temperature was investigated. The fracture morphology of ten鄄
    sile sample was observed with SEM. Test results show that with the increase of the temperature, the elastic modulus
    and the tensile strength decrease dramatically while the elongation at break rises continuously. Fiber鄄matrix debond鄄
    ing, even the failure at the fiber鄄matrix interphase and glass transition of the matrix is the main reason of the decrease
    in the tensile properties. Finite element method (FEM) was used to analyze the fatigue life of the rudder pedal made
    of this material in different environment temperatures. The fatigue life decreases with the increase of temperature.
    Based on the equation of Coffin鄄Manson and Manson爷s slopes equation, the relationship between fatigue life and tem鄄
    perature was built.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

牛一凡 杨赢 姚佳伟.环境温度对碳纤维/ 聚醚醚酮复合材料拉伸性能及疲劳寿命的影响[J].宇航材料工艺,2016,46(2).

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