玻璃短纤维增强树脂基复合材料的单轴时间相关棘轮行为实验研究

       对玻璃短纤维增强树脂基复合材料（短纤维体积分数：28%，40%）的室温单轴循环棘轮行为进行了实验研究，讨论了复合材料在不同加载条件下的棘轮变形特征。结果表明：该复合材料在宏观层次上表现出与基体相类似的棘轮变形规律，即在非对称应力循环下也将产生明显的棘轮变形，并随应力幅值和平均应力的增加而增加；树脂基复合材料的棘轮行为具有明显的时间相关特性，棘轮应变值依赖于应力率和峰值保持时间。在建立玻璃短纤维增强不饱和聚酯树脂基复合材料棘轮行为的本构模型时必须考虑基体的黏性变形特征。

       棘轮效应( Ratcheting)是指材料在非对称应力循环载荷作用下产生的一种塑性变形循环累积现象。棘轮行为对承受非对称应力循环加载的工程结构的安全性和寿命评价是非常重要的，目前已引起人们的广泛重视，并已在室温和高温下对不锈钢和普通碳钢以及轨道钢等不同材料进行了单轴和非比例多轴及时间相关的棘轮行为的实验研究，同时在实验研究的基础上发展和建立了一些能够较为合理地描述棘轮行为的本构模型邸。复合材料作为一种应用日益广泛的材料，目前已有的研究大多数针对金属基或金属颗粒增强陶瓷基复合材料，对树脂基复合材料的棘轮行为报道很少。然而，树脂基复合材料与金属基复合材料的力学性能有较大的差异，为了了解树脂基复合材料的棘轮行为特征，有必要进行系统的研究。因此，本文中对玻璃短纤维增强树脂基复合材料的室温单轴棘轮行为进行了实验研究，重点讨论复合材料棘轮行为与加载水平、加载速率和峰值保持时间之间的关系，揭示复合材料在不同加载条件和不同体积分数下的棘轮行为特征，为建立相应的循环本构模型提供实验基础。

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