復(fù)合材料層合板工作環(huán)境中常會(huì)受到?jīng)_擊載荷。為充分利用材料性能,需根據(jù)動(dòng)態(tài)下材料性能進(jìn)行設(shè)計(jì),因而研究層合板動(dòng)態(tài)力學(xué)性能至關(guān)重要。本文針對(duì)碳/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層合板沖擊彎曲損傷問題開展研究�；跍�(zhǔn)靜態(tài)及落錘沖擊彎曲試驗(yàn)數(shù)據(jù),得到了層合板層間強(qiáng)度修正系數(shù),建立了層合板彎曲失效模型,研究了加載速率對(duì)層合板抗彎曲性能的影響,并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證強(qiáng)度修正系數(shù)的可靠性和彎曲失效模型的合理性。此外,本文進(jìn)一步將所得到的強(qiáng)度修正系數(shù)應(yīng)用于多種鋪層形式的復(fù)合材料層合板失效研究中,并預(yù)報(bào)其彎曲性能。具體研究工作和結(jié)論如下:（1）開展了單向增強(qiáng)碳/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料板準(zhǔn)靜態(tài)及落錘沖擊四點(diǎn)彎試驗(yàn),分析了加載速率對(duì)單向增強(qiáng)層合板彎曲損傷的影響規(guī)律。纖維與基體間界面脫粘致使純彎段纖維束發(fā)生局部屈曲會(huì)引起層合板喪失承載力。低速?zèng)_擊載荷下層合板彎曲極限應(yīng)力比準(zhǔn)靜態(tài)下提高了13%²2%,其原因是低速?zèng)_擊載荷下界面分層損傷小于準(zhǔn)靜態(tài)下分層損傷。隨著加載速率的提高損傷模式有由界面脫粘向界面周邊基體開裂轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。（2）基于不同速率下的四點(diǎn)彎試驗(yàn)數(shù)據(jù),引入了一種基于界面層張開速率動(dòng)態(tài)失效強(qiáng)度參數(shù)修正因子。... 

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單向增強(qiáng)碳/環(huán)氧樹脂板試驗(yàn)件表2-1INSTRON3367電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)性能參數(shù)

而該傳感器位于沖頭上方的如圖2-5 所示位置。試驗(yàn)中沖頭處于一個(gè)非慣性系中，受力并不平衡，導(dǎo)致傳感器測(cè)得的載荷與試驗(yàn)件所受載荷有所區(qū)別，需考慮沖頭慣性力的影響。t 時(shí)刻，試驗(yàn)件實(shí)際所受載荷F' (t)為： IF t F t F t(2-1)式中，F(xiàn)(t)——試驗(yàn)機(jī)所測(cè)載荷數(shù)據(jù)；FI(t)——沖頭慣性力。 IF t ma t(2-2)式中，m——錘頭質(zhì)量，拆卸后可稱得，為 1.63kg；a(t)——t 時(shí)刻的錘頭加速度，可根據(jù)試驗(yàn)機(jī)輸出的速度-時(shí)間曲線計(jì)算差分得到一個(gè)近似值。圖 2-5 落錘沖擊四點(diǎn)彎加載示意圖2.3.2 試驗(yàn)結(jié)果分析利用落錘試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行四點(diǎn)彎的動(dòng)態(tài)測(cè)試，測(cè)試所得不同初始速率下

0 2 4 6 812341.5m/s2.5m/s3m/s4m/s速度/(m/s)時(shí)間/ms0 1 2 3 4400450500550600極限應(yīng)力(Mpa)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合曲線極限荷載時(shí)刻速率(m/s)圖 2-8 不同初始速率下落錘速率-時(shí)間關(guān)系 圖 2-9 不同表征速率下四點(diǎn)彎極限應(yīng)力不同表征速率下，層合板極限應(yīng)力試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖 2-9 散點(diǎn)所示，可以看出動(dòng)態(tài)下層合板的極限應(yīng)力離散性明顯高于準(zhǔn)靜態(tài)下的。采用冪函數(shù)對(duì)表征速率-極限應(yīng)力關(guān)系進(jìn)行擬合[70,71]，擬合函數(shù)為：σ=57.26*v0.4296+463.7 (2-4)在測(cè)試的表征速率范圍內(nèi)，極限應(yīng)力有著隨表征速率增大而增大的趨勢(shì)，且隨著表征速率增大增速明顯變緩慢，有著增長(zhǎng)停滯的趨勢(shì)。

【參考文獻(xiàn)】：
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