影响无人机复合材料疲劳寿命的因素有哪些

影响无人机复合材料疲劳寿命的因素有哪些

零件尺寸、表面状态、环境介质、加载顺序和频率。根据相关资料查询显示：影响无人机复合材料疲劳寿命的因素有零件尺寸、表面状态、环境介质、加载顺序和频率。

材料内的杂质含量杂质包括非金属夹杂物和有害元素含量，对材料性能的危害往往是相互助长的，如氧含量越高，氧化物夹杂物就越多，材料中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类型。

为什么复合材料具有良好的抗疲劳性能

复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观）上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。

金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料的抗疲劳性能良好。

一般金属的疲劳强度为抗拉强度的40～50%，而某些复合材料可高达70～80%。复合材料的疲劳断裂是从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体的界面上，没有突发性的变化。因此，复合材料在破坏前有预兆，可以检查和补救。

纤维增强复合材料中纤维和基体间的界面能够有效地阻止疲劳裂纹的扩展。

复合材料的特性有哪些

复合材料有特性：1、复合材料的比强度和比刚度较高。材料的强度除以密度称为比强度；材料的刚度除以密度称为比刚度。

这两个参量是衡量材料承载能力的重要指标。

比强度和比刚度较高说明材料重量轻，而强度和刚度大。这是结构设计，特别是航空、航天结构设计对材料的重要要求。现代飞机、导弹和卫星等机体结构正逐渐扩大使用纤维增强复合材料的比例。2、 复合材料的力学性能可以设计，即可以通过选择合适的原材料和合理的铺层形式，使复合材料构件或复合材料结构满足使用要求。

例如，在某种铺层形式下，材料在一方向受拉而伸长时，在垂直于受拉的方向上材料也伸长，这与常用材料的性能完全不同。又如利用复合材料的耦合效应，在平板模上铺层制作层板，加温固化后，板就自动成为所需要的曲板或壳体。3、复合材料的抗疲劳性能良好。

一般金属的疲劳强度为抗拉强度的40～50%，而某些复合材料可高达70～80%。复合材料的疲劳断裂是从基体开始，逐渐扩展到纤维和基体的界面上，没有突发性的变化。因此，复合材料在破坏前有预兆，可以检查和补救。

纤维复合材料还具有较好的抗声振疲劳性能。用复合材料制成的直升飞机旋翼，其疲劳寿命比用金属的长数倍。4、复合材料的减振性能良好。

纤维复合材料的纤维和基体界面的阻尼较大，因此具有较好的减振性能。用同形状和同大小的两种粱分别作振动试验，碳纤维复合材料粱的振动衰减时间比轻金属粱要短得多。5、 复合材料通常都能耐高温。在高温下，用碳或硼纤维增强的金属其强度和刚度都比原金属的强度和刚度高很多。

普通铝合金在400℃时，弹性模量大幅度下降，强度也下降；而在同一温度下，用碳纤维或硼纤维增强的铝合金的强度和弹性模量基本不变。复合材料的热导率一般都小，因而它的瞬时耐超高温性能比较好。6、复合材料的安全性好。在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维。

当用这种材料制成的构件超载，并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配并传递到未破坏的纤维上，因此整个构件不至于在短时间内丧失承载能力。7、复合材料的成型工艺简单。纤维增强复合材料一般适合于整体成型，因而减少了零部件的数目，从而可减少设计计算工作量并有利于提高计算的准确性。另外，制作纤维增强复合材料部件的步骤是把纤维和基体粘结在一起，先用模具成型，而后加温固化，在制作过程中基体由流体变为固体，不易在材料中造成微小裂纹，而且固化后残余应力很小。

复合材料疲劳寿命预测 （综述与应用分析）

在橡塑绝热材料中，常用表观密度来表现其性能，即单位体积的泡沫材料在规定温度和相对湿度时的质量。材料的表观密度太小，会导致材料穿孔以及增大破损的几率。

反之，表观密度过大，会导致材料保温性能降低。

国家标准规定橡塑发泡绝热材料的表观密度控制范围为40kg/m3～95kg/m3。表观密度的变化会影响到材料的安装后美观和保温效果，因此，杜肯材料推荐密度最佳值为55±5。

复合材料的疲劳试验一般做多少时间

先分破坏与不破坏两种，破坏就是一直做到开裂或出现大缺陷，不破坏的一般是给定频率（模拟的1-5Hz，加速疲劳30-60Hz，高周疲劳200Hz以上），然后做到固定的次数（或时间），次数一般100万次-600万次，也有更长的。

复合材料的耐磨和抗拉性能如何？

复合材料的耐磨性好，复合材料的抗疲劳强度较好，一般金属材料的疲劳极限仅为其抗拉强度的40%~50%，而碳纤维不饱和聚酯树脂复合材料的疲劳强度可达其拉伸强度的70~80%。因此，复合材料制品具有相对较长的使用寿命。

碳纤维复合材料(高模量):密度1.69g/cm^3,纵向抗拉强度63.6MPa,纵向拉伸模量3.02×10^5MPa,比强度37.6MPa,比模量1.79MPa。

由上面可以看出,比起其它复合材料,碳纤维复合材料的力学性能好。性能特点：复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料，其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍，还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。

非金属基复合材料由于密度小，用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧，其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。扩展资料满足复合材料的条件：1、复合材料必须是人造的，是人们根据需要设计制造的材料。

2、 复合材料必须由两种或两种以上化学、物理性质不同的材料组分，以所设计的形式、比例、分布组合而成，各组分之间有明显的界面存在。3、它具有结构可设计性，可进行复合结构设计。4、复合材料不仅保持各组分材料性能的优点，而且通过各组分性能的互补和关联可以获得单一组成材料所不能达到的综合性能。