CFRP管件的弯曲蠕变行为试验研究  

Experimental Study on the Bending Creep Behavior of CFRP Tube

作　　者：马瑜 王辉[2] 邵振威 杨增钦 尚福林[1] 侯德门[1] 耿洪滨[4] 吕刚[4] 

机构地区：[1]西安交通大学航天航空学院,西安710049 [2]西安空间无线电技术研究所,西安710100 [3]中国航发黎阳航空发动机集团有限公司,贵阳561102 [4]哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,哈尔滨150001

出　　处：《深空探测学报》2017年第4期346-354,共9页Journal Of Deep Space Exploration

基　　金：国家自然科学基金资助项目(11272243;11672220);NSAF联合基金资助项目(U1330116)

摘　　要：为评价航天器结构中碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料管件的使用可靠性,开展了三点弯曲加载条件下CFRP管件弯曲性能和蠕变行为试验研究。进行了管件弯曲模量和弯曲强度测试、500 h时长的恒温蠕变测试以及–60℃~100℃和–160℃~80℃两种高低温循环蠕变测试,获得了典型温度工况、不同应力水平作用下管件弯曲蠕变变形规律。根据测试结果,确定了基于时间–温度–应力等效原理的管件蠕变主曲线以及唯象蠕变Findley模型,预测分析了管件长期蠕变变形;采用最大应变强度准则,对该CFRP管件的强度特性和安全承载能力进行了评价。结果表明,该CFRP管件在设计服役期限内能够满足蠕变变形与强度要求。To evaluate the service reliability of Carbon Fiber Reinforced Plastic （CFRP） composite tubes used in spacecraft structure,static three-point-bending and creep tests of the CFRP tube are performed. At first, experimental tests of bending modulus and bending rupture strength, 500-hour-long constant temperature creep, -60℃- 100℃ and -160℃ -80 ℃ thermal cyclic creep are conducted for the tube respectively. Based on the testing results, long-term creep deformation of the tube is predicted, using the time-temperature-stress superposition principle, the derived creep master curves as well as a phenomenal Findley model. Then,assessment on the mechanical strength and load-carrying capacity of the CFRP tube is made according to a maximum strain criterion. Results show that the CFRP tube can meet the creep deformation and strength requirements xmder the long-term service lifetime.

关 键 词：CFRP管件 弯曲强度 蟠变特性 时间^度-应力等效原理 承载能力评定 

分 类 号：V45[一般工业技术—材料科学与工程]