碳纖維主要成分為碳元素,是一種特種纖維,其分子結(jié)構(gòu)界于石墨與金剛石，含碳體積分?jǐn)?shù)一般在0.9以上。碳纖維的優(yōu)點是質(zhì)量輕、抗拉強(qiáng)度高，同時具有耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、膨脹系數(shù)小等優(yōu)點。碳纖維與樹脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合后，形成碳纖維復(fù)合材料，也具有高的比強(qiáng)度、比模量、耐疲勞、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等，這些優(yōu)良的綜合性能，使得碳纖維材料在現(xiàn)代工業(yè)方面，例如汽車行業(yè)進(jìn)行輕量化、清潔能源使用探索等前沿應(yīng)用領(lǐng)域等方面應(yīng)用非常廣泛。

　　雖然碳纖維復(fù)合材料有諸多優(yōu)勢，但因其設(shè)計影響因素較多，尤其在疲勞載荷作用下的失效形式多樣而復(fù)雜。由于其復(fù)雜的失效形式和實際載荷的多樣性，建立碳纖維復(fù)合材料的疲勞壽命預(yù)測模型，便具有了其實際的工程應(yīng)用價值和意義。今天Aigtek安泰電子就給大家介紹一下關(guān)于碳纖維材料疲勞測試的內(nèi)容，希望能對各位的研究有所幫助。

　　首先，我們來談一下碳纖維材料的特性，碳纖維與鉆石和石墨一樣，主要由碳元素組成。具有以下特性:

　　輕質(zhì)高強(qiáng)，其密度為鐵的1/4，比強(qiáng)度為鐵的10倍以上，抗拉強(qiáng)度是鋼材的68倍，彈性模量是鋼材的1.8~2.6左右，其抗拉模量為295~640GPa，拉伸強(qiáng)度為3.62~7.05GPa。

　　（2）化學(xué)性能穩(wěn)定，耐高低溫，耐腐蝕，在600C左右的高溫下，仍能保持性能，在-180C左右的低溫下，仍具有較好的柔韌性，不與酸、堿等腐蝕溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

　　（3）可加工性好，碳纖維根據(jù)其受力需要，增加碳纖維層數(shù)，可加工成不同形狀，且不需要復(fù)雜的大型設(shè)備，多次加工對其結(jié)構(gòu)無損傷。

　　（4）此外，碳纖維還具有其他的優(yōu)良特性:如X射線穿透性、抗熱、導(dǎo)電性及耐磨蝕性能等。

　　在拉伸載荷條件下，連續(xù)纖維增強(qiáng)塑料（Continuousfiberreinforcedplastics）可以顯示出其主要優(yōu)勢。由于玻璃纖維和碳纖維能夠提供優(yōu)異的疲勞性能，因此對于循環(huán)載荷尤其如此。然而，人們普遍認(rèn)為，壓縮載荷是大多數(shù)復(fù)合材料的臨界載荷情況。

　　關(guān)于如何進(jìn)行疲勞試驗，可以在文獻(xiàn)中找到不同的方法。對可靠設(shè)計數(shù)據(jù)的強(qiáng)制性要求是在隨后制造的部件中發(fā)現(xiàn)的條件下進(jìn)行測試。因此，它通常需要防止整體屈曲，同時允許發(fā)生所有其他損傷機(jī)制。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，可以確定軸向加載板或條狀試樣的兩種主要測試策略：一種常見的策略是將標(biāo)距長度縮短到壓縮失效后發(fā)生整體屈曲的值，第二種方法使用防屈曲導(dǎo)向器來防止整體屈曲。這些測試策略是靜態(tài)壓縮測試的既定方法，有時也用于疲勞測試。然而，這兩種方法中的夾具數(shù)量都很多，只有一些夾具可以進(jìn)行疲勞測試。這些普遍接受的壓縮試驗方法由不同的試樣幾何形狀或加載條件補(bǔ)充。下圖中概述幾張常見的壓縮測試的概念裝置。

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