利用微计算机断层扫描（Micro-CT）和扫描电子显微镜（SEM）对不同CFRP层压结构在疲劳载荷作用下的微观结构损伤特征进行表征

《Polymer Composites》：Microstructural Damage Characterization in Various CFRP Laminate Configurations Subjected to Fatigue Loading Using Micro-Computed Tomography (Micro-CT) and Scanning Electron Microscopy (SEM)

研究碳纤维增强复合材料层压板在交变拉伸载荷下的微结构损伤演变，发现纤维取向显著影响疲劳性能：0°单向层压板因纤维断裂早期失效，90°单向层压板因基体主导损伤显示较长寿命，交叉铺层呈现中间性能。微CT分析揭示了孔隙、裂纹形态及分布与疲劳寿命的关联性，建立了综合性能评估框架。

　　

摘要

本研究探讨了在不同层叠顺序（单向0°（UD [0]₁₂）、单向90°（UD [90]₁₂）和正交层叠[0/90]_6S）下，碳纤维增强聚合物（CFRP）层压板在拉-拉疲劳载荷作用下的微观结构损伤演变。通过微观计算机断层扫描（micro-CT）和扫描电子显微镜（SEM）研究了损伤机制以及观察到的损伤特征与疲劳寿命之间的关联。力学测试结果表明，纤维取向显著影响疲劳抗力：UD [0]₁₂层压板由于纤维断裂而早期失效，而UD [90]₁₂层压板则表现出更长的疲劳寿命，这主要受基体损伤的影响。正交层压板则表现出纤维和基体损伤的复杂组合，导致其疲劳性能介于两者之间。对micro-CT数据的定量分析揭示了孔隙空间的形态、裂纹的球形度以及裂纹长度的分布，进一步阐明了微观结构缺陷与疲劳行为之间的关系。本研究强调了层压板配置在优化CFRP疲劳抗力中的关键作用，并建立了一个综合框架，用于理解循环载荷下损伤起始和发展的复杂相互作用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。