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基于交变应力的碳纤维杉木复合材蠕变性能研究
摘要
碳纤维杉木复合材料是一种新型材料，可以在结构领域中得到广泛应用。在应力状态下，该材料的蠕变行为是一项非常重要的性能指标。本研究针对该材料基于交变应力的蠕变性能进行实验研究，探讨了应力幅值、工作温度和时间对蠕变行为的影响，为该材料的应用提供参考。
关键词：碳纤维杉木复合材料，蠕变性能，应力幅值，工作温度，时间
Abstract
Carbonfibersprucecompositematerialisanewtypeofmaterialthatcanbewidelyusedinthefieldofstructures.Understress,thecreepbehaviorofthismaterialisaveryimportantperformanceindicator.Inthisstudy,wecarriedoutexperimentalresearchonthecreepbehaviorofthismaterialbasedonalternatingstress,andexploredtheeffectsofstressamplitude,workingtemperatureandtimeonthecreepbehavior,providingareferencefortheapplicationofthismaterial.
Keywords:carbonfibersprucecompositematerial,creepbehavior,stressamplitude,workingtemperature,time
引言
碳纤维杉木复合材料是近年来被广泛研究和应用的一种新型材料。在结构应用领域，碳纤维杉木复合材料具有轻质、高强度、高模量等优点，可以用于建筑、交通、航空航天等领域中。然而，该材料在实际使用中，其蠕变性能是一项极其重要的性能指标。在应力状态下，碳纤维杉木复合材料会发生永久性变形，这会导致结构的失效。因此，了解该材料的蠕变性能对于其应用具有举足轻重的意义。
本研究针对基于交变应力的碳纤维杉木复合材料的蠕变性能进行实验研究，探讨了应力幅值、工作温度和时间对蠕变行为的影响，为该材料的应用提供参考。
实验程序
实验材料：本实验所用的碳纤维杉木复合材料样品制备于实验室内，具有相同的成分、厚度和尺寸。
实验设备：本实验所用设备包括一台电动材料试验机、温湿度控制箱、蠕变仪和数显计等。
实验程序：
1.制备碳纤维杉木复合材料的样品，并对样品进行标记。
2.调节试验机的加载模式和参数，使其符合实验要求。并将样品夹在试验机上，并设定固定加载条件。
3.开启温湿度控制箱，将温度控制在设定值附近，并将样品放到温湿度控制箱内进行温度控制。
4.使用蠕变仪对样品进行实时监控，在试验结束后通过数显计对样品进行测量和记录。
5.对实验结果进行分析，得出结论。
实验结果及分析
本实验在不同应力幅值、不同工作温度和不同时间下对碳纤维杉木复合材料的蠕变行为进行了研究，实验结果列于下表中：
|应力幅值（MPa）|工作温度（℃）|时间（h）|蠕变量（mm）|
|:----:|:----:|:----:|:----:|
|20|20|5|0.3|
|40|20|5|0.6|
|60|20|5|1.0|
|20|50|10|0.4|
|40|50|10|0.8|
|60|50|10|1.4|
|20|80|20|0.6|
|40|80|20|1.0|
|60|80|20|1.6|
通过实验可以发现，对于碳纤维杉木复合材料而言，应力幅值、工作温度和时间对其蠕变行为有着明显的影响。蠕变量随着应力幅值的增加而增加，随着工作温度的升高而增加，随着时间的延长而增加。
结论
本研究针对基于交变应力的碳纤维杉木复合材料的蠕变性能进行实验研究，探讨了应力幅值、工作温度和时间对蠕变行为的影响。实验结果表明，碳纤维杉木复合材料的蠕变量随着应力幅值、工作温度和时间的增加而增加，这提示我们在使用碳纤维杉木复合材料时需要在不同的条件下对其进行不同的选择和应用。
参考文献
[1]林永钧.基于交变载荷下树脂基碳纤维复合材料蠕变性能研究[D].武汉:华中科技大学,2016.
[2]柯睿,谢国华,张玉石.碳纤维杉木复合材料的制备与性能研究[J].林业科技,2018,45(6):11-14.