摘要: 碳纤维增强双马树脂基(CF/BMI)复合材料有强度高、刚度高及耐腐蚀、抗疲劳性能好等优异性能，广泛应用在航空航天、轨道交通、船舶制造、体育用品等领域。复合材料在实际的生产制造、使用及维护过程中，常常会受到外力载荷的作用，因此对于复合材料层... 展开 碳纤维增强双马树脂基(CF/BMI)复合材料有强度高、刚度高及耐腐蚀、抗疲劳性能好等优异性能，广泛应用在航空航天、轨道交通、船舶制造、体育用品等领域。复合材料在实际的生产制造、使用及维护过程中，常常会受到外力载荷的作用，因此对于复合材料层合板的损伤预测及损伤后的修补技术对延长复合材料的使用寿命和维持复合材料结构的强度具有重要的意义。 本文提出了碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)层合板层内三维Hashin损伤准则，层间B-K损伤演化准则以及刚度退化准则为一体的复合材料损伤预测模型，并通过有限元仿真软件ABAQUS模拟仿真和实验结合的分析方法验证了提出的损伤预测模型的准确性，进而基于提出的复合材料损伤预测模型对复合材料层合板挖补技术展开研究。主要研究工作及结论如下: (1)根据GB/T3354-2014定向增强聚合物基复合材料拉伸性能实验方法设计并进行0°和90°两种铺层单向板单向拉伸实验，通过实验数据处理得到本文所用复合材料层合板纵向拉伸强度和拉伸模量XT=1602.4MPa,E11=159.9GPa,横向拉伸强度和拉伸模量YT=39.99MPa,E22=32.39GPa。 (2)通过有限元软件ABAQUS进行多向层带孔层合板单向拉伸仿真分析，并设计进行了与仿真相同的多向层带孔层合板单向拉伸实验进行验证。发现仿真和实验结果基本保持一致，0°铺层主要失效形式为碳纤维拉伸损伤失效，45°、-45°和90°铺层主要失效形式为双马树脂基体拉伸损伤失效，并且仿真和实验获得的数据误差在允许范围内，验证了本文提出的复合材料损伤预测模型的准确性。 (3)基于本文提出的复合材料损伤预测模型进行复合材料层合挖补修复研究。复合材料挖补研究从两个方向展开:探究不同补片类型和不同强度胶粘剂对挖补修复率的影响。得到结论:有额外铺层的补片可以有效提高层合板挖补修复率，使用强度更高的胶粘剂粘结母板和补片可以显著提高挖补修复率。 收起