纤维增强复合材料疲劳性能研究进展

　　3.3　铺层方式

　　胡静等研究了拉-拉疲劳载荷作用下三种不同铺层的层合板复合材料的疲劳性能。研究指出，0°铺层比例大的正交异性板，破坏时刚度临界值分散性较大，其疲劳寿命分散性也较大。随着应力水平的降低，各种铺层复合材料的分散性变化不尽相同，准各向同性板的疲劳寿命分散性一般不变或稍有增大；而各向异性板疲劳寿命分散随应力水平的降低而有所降低。

　　随铺层方向外，铺层顺序也影响疲劳寿命。Foye和Baker观察到当[±15/±45]s层合板中铺层顺序改变时，疲劳强度约产生175MPa的差异。Pagano和Pipes通过层间应力分析指出，改变铺层顺序使层合板自由边的层间拉伸应力变为压缩，避免了边缘分层，提高了疲劳寿命。

　　3.4　纤维含量

　　材料中纤维的体积含量不仅对其静态力学性能影响很大，对弯曲疲劳性能同样起到决定性作用。在一定范围内，增强纤维组分的体积百分数越高，疲劳寿命也高，疲劳极限增大，裂纹扩展速率下降。一般认为体积百分数在60％~70％左右较好。

　　3.5　温度

　　张亚军在自然冷却和风扇冷却条件下进行了两组纤维增强复合材料的拉一拉疲劳性能试验。结果表明，自然冷却时，由于加载频率过高而引起试验材料工作部分过热，使其疲劳寿命明显比采用风扇冷却时测试出的值偏低。

　　3.6　载荷形式

　　刘宇艳等利用自行建立的疲劳试验系统，以单向聚酯帘线增强橡胶复合材料为对象，研究了循环载荷作用下影响橡胶复合材料疲劳性能的因素。研究指出，应力幅值和加载频率对橡胶复合材料疲劳性能影响较大，平均应力影响较小。

　　4　结语

　　复合材料疲劳性能对复合材料的广泛应用影响深远，但由于不同材料不同结构的复合材料疲劳形式都不尽相同，因此，很难使其疲劳性能系统化。尽管近几十年以来，对于多种材料和结构的复合材料疲劳性能的探索取得了较大突破，但是仍需要发展和完善。目前研究复合材料疲劳性能还是有很多问题，需要给以足够的重视，其中有以下几点。

　　（1）复合材料宏微观损伤结合分析。
    （2）低频、高载下的弹塑性行为研究。
    （3）混杂纤维疲劳问题研究。
    （4）特殊疲劳研究。复合材料结构件的工作状况很过是受环境影响的，这包括高温度，高湿度，介质等等。
    （5）组建复合材料疲劳性能数据库。
    （6）建立复合材料疲劳性能多参数模型。