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T700/PPS热塑缠绕复合材料NOL环拉-拉疲劳行为研究及寿命预测初探OA北大核心

中文摘要

面向碳纤维增强聚苯硫醚(T700/PPS)热塑性复合材料缠绕构件应用,首次将NOL环试验用于拉-拉疲劳行为研究并提出寿命预测方法。基于自主研发的热塑性复合材料原位固结缠绕平台,采用T700/PPS预浸料和激光辅助缠绕原位固结工艺制备NOL试样;按照标准NOL环拉伸试验得到其静拉伸强度均值为2438.35 MPa,离散系数为2.0%,破坏模式表现为脆性断裂,据此静强度数据制定疲劳测试的应力水平。针对环形试验件特点设计“分瓣圆环”疲劳夹具,开展NOL环在不同应力水平下的拉-拉疲劳试验,借助红外热成像仪观测并分析其在疲劳周期内的热学行为,捕捉和分析破坏模式。针对疲劳寿命数据离散性大的特点提出便捷高效的寿命预测算法:基于K-means聚类实现快速数据筛选,构建灰色GM(1,1)模型进行NOL环疲劳寿命预测并绘制S-N曲线。结果显示,当应力水平低于静强度的47%时,疲劳寿命将超过107次,进入无限疲劳寿命阶段,为高速旋转缠绕件及热塑缠绕压力容器寿命设计提供了支撑。

闫磊;赵飞;还大军;张盛源;王斌;肖军;

南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016湖北航天技术研究院总体设计所航天动力先进技术湖北省重点实验室,武汉430040力试(上海)科学仪器有限公司,上海201506

热塑性复合材料NOL环疲劳试验热学行为破坏模式数据筛选方法寿命预测

《复合材料科学与工程》 2024 (009)

P.73-81 / 9

10.19936/j.cnki.2096-8000.20240928.011

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