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，含碳體積分數(shù)一般在0.9以上。碳纖維的優(yōu)點是質(zhì)量輕、抗拉強度高，同時具有耐高溫、耐摩擦、導電、導熱、膨脹系數(shù)小等優(yōu)點。碳纖維與樹脂、金屬、陶瓷等基體復合后，形成碳纖維復合材料，也具有高的比強度、比模量、耐疲勞、導熱、導電等，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)進行輕量化、清潔能源使用探索等前沿應用領域等方面應用非常廣泛。

　　雖然碳纖維復合材料有諸多優(yōu)勢，但因其設計影響因素較多，尤其在疲勞載荷作用下的失效形式多樣而復雜。由于其復雜的失效形式和實際載荷的多樣性，建立碳纖維復合材料的疲勞壽命預測模型，便具有了其實際的工程應用價值和意義。今天Aigtek安泰電子就給大家介紹一下關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，其密度為鐵的1/4，比強度為鐵的10倍以上，抗拉強度是鋼材的68倍，彈性模量是鋼材的1.8~2.6左右，其抗拉模量為295~640GPa，拉伸強度為3.62~7.05GPa。

　　（2）化學性能穩(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)生化學反應。

　　（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，且不需要復雜的大型設備，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、導電性及耐磨蝕性能等。

　　在拉伸載荷條件下，連續(xù)纖維增強塑料（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，人們普遍認為，壓縮載荷是大多數(shù)復合材料的臨界載荷情況。

　　關于如何進行疲勞試驗，可以在文獻中找到不同的方法。對可靠設計數(shù)據(jù)的強制性要求是在隨后制造的部件中發(fā)現(xiàn)的條件下進行測試。因此，它通常需要防止整體屈曲，同時允許發(fā)生所有其他損傷機制。為了實現(xiàn)這一目標，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充。下圖中概述幾張常見的壓縮測試的概念裝置。

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