Введение Циклическая усталость ламинатов из волокнистых композитов является важной технической проблемой с тех пор, как композиты начали использоваться в машиностроении несколько десятилетий назад. Крайне необходима способность точно прогнозировать долговременную усталостную прочность и срок службы композитной ламинированной конструкции, подвергающейся многоосной нагрузке. Это имеет важное значение при оценке проектных характеристик и надежности композитных конструкций в условиях эксплуатации. Признано, что развитие возможностей точного прогнозирования усталостной долговечности требует четкого понимания циклической деформации и связанного с ней развития повреждений в композиционном материале, а также создания количественной @ основанной на механике теории усталостного разрушения@, включающей как микроскопические параметры материала@, так и макроскопическое расслоение. и структурные переменные, а также режимы внешней нагрузки. Проблема прогнозирования усталостной долговечности композитного ламината, очевидно, сложна, поскольку затрагивается множество проблем разного масштаба. Они могут включать идентификацию различных видов разрушения @ оценку развития повреждений и связанного с ними ухудшения свойств @ установление критериев локального многоосного разрушения на уровне слоя @ точное определение деформации слоя и напряжений @ и исследование воздействия циклической нагрузки на повреждение и разрушение композитного материала. Становится очевидным, что вышеупомянутые сложности, как правило, трудно решить количественно@, поскольку они требуют глубокого знания материальных уравнений композитного материала с развивающимися микроструктурными изменениями@ гетерогенная микроструктура композита@ теория механики повреждений сплошного материала@ неизвестные виды усталостного разрушения и связанные с ними критерии прочности@ и подходящая методология прогнозирования срока службы композитных ламинатов, подвергающихся сложной многоосной нагрузке. В литературе сообщалось об обширных исследованиях циклической усталости композитов с полимерной матрицей, армированных волокном. Например, Хашин и Ротем[1] и Авербух и Хашин[2] предоставили большое количество данных испытаний на усталость по циклическому поведению композитов стекло/эпоксидная смола и углерод/эпоксидная смола. Для интерпретации данных испытаний на усталость использовались эмпирические и полуэмпирические методы. Аналитические попытки@, такие как попытка, предложенная Хашиным [3] по усталости однонаправленных композитов@, также были предприняты для рационализации сложных явлений циклического усталостного разрушения в многослойных композитных слоистых материалах@, но имели лишь ограниченный успех. Ввиду важности проблем усталости для долгосрочной безопасности и эксплуатационных характеристик композитных конструкций было проведено и проводится множество исследований. Однако@ еще предстоит разработать подходящую методологию прогнозирования усталостной долговечности@, основанную на физически наблюдаемых режимах разрушения и строгой формулировке механики усталости@. В следующем разделе@ сделан краткий обзор литературы для оценки текущего состояния предмета. Цели и объем работ в этом исследовании определены в разделе 3. На основе фундаментальных видов усталостного разрушения и критериев локального разрушения, полученных в нескольких связанных исследованиях, формулировка усталостной долговечности, основанная на физическом механизме, разработана в разделе 4 для ламинатов из волокнистых композитов при общая нагрузка. В разделе 5@ была проведена серия исследований по использованию разработанного в настоящее время метода для изучения усталостного разрушения и прогнозирования срока службы однонаправленных композитов при внеосевой нагрузке и многослойных волокнистых композитных слоистых материалов при циклическом нагружении в плоскости. Кроме того, здесь были предприняты значительные усилия для решения усталостной долговечности трубчатых компонентов ламината из волокнистого композита, подвергающихся комбинированной циклической осевой нагрузке и внутреннему давлению. Результаты ясно демонстрируют, что настоящий подход способен оценить прочность и срок службы композитных материалов при усталостном разрушении со значительной точностью и уверенностью.