縫合及層間-層內(nèi)混雜復合材料沖擊后彎曲性能的研究.pdf

1、傳統(tǒng)鋪層復合材料因厚度方向沒有增強，層間性能差，在受到外力作用情況下，內(nèi)部易產(chǎn)生分層，影響使用壽命?？p合是指用縫合線使二維紡織品在厚度方向疊層連接構成準三維立體織物的技術，是彌補復合材料層間性能差的一種解決方法。另外，通過不同結構、不同材料的混雜也是增強層間性能的一種方法。本文旨在通過混雜與縫合來增強復合材料層間性能，提高沖擊性能。
　　本文以T300碳纖平紋布、T300碳纖單向布、E玻纖平紋布、碳纖玻纖經(jīng)緯1:1混織布為試驗材料

2、，分別對這些材料進行層間/層內(nèi)混雜。預成型體采用16層纖維布鋪層而成，共有5種結構，分別是4種混雜結構和碳纖平紋布鋪層結構。4種混雜結構依次為碳纖平紋布與碳纖單向布層間交叉鋪層結構CWCU、碳纖平紋布與玻纖平紋布層間交叉鋪層結構CWGW、碳玻混織布層內(nèi)混雜鋪層結構CGW、碳玻混織布與碳纖單向布層間交叉鋪層結構 CGWCU。使用常熟佳發(fā)生產(chǎn)的環(huán)氧樹脂組合料JC02A對5種結構進行真空輔助成型，然后進行低速沖擊試驗且試樣表面不產(chǎn)生目視可見損

3、傷，發(fā)現(xiàn)層內(nèi)+層間混雜結構CGWCU復合材料沖擊位移非常大，故對CGWCU結構縫合制得層合板CGWCUS后進行沖擊試驗，縫合試樣CGWCUS與層內(nèi)混雜試樣CGW只能在3J能量沖擊下保持表面無可見損傷，而其余結構都能在4J能量沖擊下保持表面無可視損傷。
　　通過沖擊后彎曲性能和截面破壞分布來研究沖擊對6種不同結構復合材料性能的影響，發(fā)現(xiàn)沖擊后彎曲模量比彎曲強度對沖擊損傷更為敏感。兩種層間混雜結構CWGW、CWCU沖擊后彎曲模量下降1

4、5％左右；層內(nèi)混雜結構CGW沖擊后彎曲模量下降接近30%，層內(nèi)+層間混雜結構CGWCU沖擊后彎曲模量下降16%左右，而縫合結構CGWCUS沖擊后彎曲模量下降11%左右。而對各試樣切割后截面觀察發(fā)現(xiàn)，層間混雜結構CWGW、CWCU復合材料內(nèi)部破壞較小，層內(nèi)混雜結構CGW復合材料、層間+層內(nèi)混雜結構CGWCU復合材料內(nèi)部均存在分層、裂紋，而縫合結構CGWCUS由于縫合線的束縛作用，內(nèi)部損傷較小。
　　試驗表明，層間交叉鋪層混雜復合材料