doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2023.0127收稿日期：2022-06-29基金项目：天津市教委科研计划（2021KJ051）通讯联系人：路鹏程，主要从事复合材料失效分析研究，E-mail：pclu@cauc.edu.cn高分子材料科学与工程POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERING第39卷第6期2023年6月Vol.39,No.6Jun.2023复合材料具有高比强度、高比模量，优异的抗疲劳、耐腐蚀性及可设计性等，被广泛应用于航空航天、汽车工业、航海、建筑和体育用品等领域[1,2]，特别是在航空器上，复合材料的应用越来越广，用量越来越多，如波音787、空客A350等大型客机的机身、机翼、发动机机匣、风扇叶片等承力结构都采用复合材料制造，全复合材料“经济型”飞机已实现环球飞行[3]。随着先进复合材料的发展和日益广泛的应用，其服役性能演化问题的研究已引起人们的普遍重视，国内外相关机构及学者对复合材料的人工气候老化[4]、湿热老化[5]、紫外老化[6]和机械损伤[7]等做了大量研究，这方面工作也取得了不少进展。然而，民航客机在服役中复合材料结构还会受到雷击远端电流泄放、静电积累放电和机电设备感应电流等小电流(安培级)的作用[8]，导致复合材料结构损伤，从而缩短其服役的可靠性和寿命。CFRP特有的材料和结构特性，其电热作用机制和评估近年来才受到关注，因此CFRP电热作用基础理论和实验数据缺乏，被涵盖在不确定因素中，使得碳纤维增强树脂基复合材料(Carbonfiberreinforcedpolymer,CFRP)结构设计安全系数过大，性能优势不能充分发挥。已有研究结果表明，在安培级小电流作用下，CFRP层板表面温度在较短的时间内会快速升高，使CFRP的静力学性能受到影响[9]。研究发现，当CFRP结构的使用温度接近树脂基体的玻璃化转变温度(Tg)时，会引起树脂基体的质量损失、玻璃化转变温度和化学结构的变化，以及微裂纹和纤维/基体界面的脱粘，这些被认为是导致拉伸、压缩和弯曲等力学性能降低的原因[10,11]。但是，目前关于电热作用对CFRP的性能影响规律并不明确。Zhupanska等[12]发现，CFRP在小电流作用下，其弯曲强度有所提高，他们将其归因于热老化过程中树脂的后固化。另一方面，Deierling等[13]对CFRP进行了小电流电热作用研究，由于电热作用过程中纤维作为热源，热量由内向外扩散，纤维与树脂的界面处温度最高，且界面性能相对较弱，引起纤维/基体界面损伤，最终产生微裂纹，导致性能恶化。造成这些不一致结论的主要原因是CFRP电热作用是复杂的，且与CFRP的特性以及大气、温度http://pmse....
