三维编织碳纤维增强环氧树脂基复合材料湿热残余应力的研究

湿热残余应力是影响复合材料老化的重要因素。本研究将湿热残余应力的研究拓展到C3D/EP复合材料，提出新的研究思路：综合考虑温度、湿度、载荷、编织角、纤维体积分数等因素设计并进行吸湿实验，采用自适应卡尔曼滤波理论代替标准卡尔曼滤波理论对吸湿数据进行估计以获得高精度复合材料各组分材料的吸湿参数；根据所获参数和接近实际材料结构的有限元模型，引用ABAQUS有限元分析软件质量扩散与渗透模块来分析C3D/EP复合材料的湿热残余应力，首先计算出随时间变化的吸湿水分在材料中的分布，根据水分分布再进行流体渗透/应力耦合分析计算出随时间变化的应力场；采用显微Raman 光谱对纤维所受湿热应力进行测试并对计算结果验正，测试时将吸湿前、后材料Raman光谱的频移进行比较，再根据所测碳纤维频移与应变关系确定吸湿致应力；最后分析湿热残余应力场随时间的变化规律，以此预测出长期的湿热残余应力场。