碳纤维增强复合材料是目前最先进的复合材料之一,它的研究发展以及应用一直都是当代高新科技的重要内容之一,被广泛应用于航天航空等工程当中。由于其材料的特殊性,具有很好的抗疲劳能力,同时由于其质轻的特点,因此越来越多的飞机发动机叶片转而使用复合材料替代合金,所以很有必要研究复合材料的疲劳特性。目前很多文献都是对材料进行常幅交变载荷疲劳的研究。但是飞机在实际的运行工况当中,所承受的疲劳载荷是变幅甚至是随机的。因此极有必要展开变幅疲劳的研究。本文就是基于飞机起飞-巡航-降落的运行工况,以碳纤维二维编织材料为研究对象开展了高低周复合载荷的疲劳特性的理论和试验研究,包括复合疲劳的剩余强度以及寿命的预测公式,具体研究内容如下。1、介绍基础的疲劳理论,给出等寿命曲线公式形式。同时利用已知的单级剩余强度模型推出两级甚至多级的剩余强度模型公式,并给出了寿命预测公式。基于损伤准则提出了两种推算材料损伤的方法。2、开展二维编织层合板的静态拉伸试验和常幅疲劳试验,根据试验结果选择合适的模型绘制疲劳寿命曲线。根据疲劳曲线选择合适应力值开展常幅疲劳剩余强度试验,选择合适模型绘制剩余强度曲线。3、开展材料高低周的变幅疲劳试验。分别进行高-低,低-高以及混合循环的剩余强度试验,与已知的理论结果相对比,证明剩余强度模型对多级载荷的性能表征的正确性。开展带孔板的寿命试验,同时利用证明的模型在ABAQUS上进行二次开发USDFLD子程序,通过数值计算预测带孔板的寿命,与试验值对比,证明模型的适用性。