發(fā)布時(shí)間：2021-11-28 07:51

　　本文使用碳纖維平紋編織預(yù)浸料和單向預(yù)浸料以及巴沙木,制備了三種不同鋪層結(jié)構(gòu)的碳纖維夾芯板。選用5 J、15 J、25 J、35 J以及45 J的沖擊能量,對(duì)這三種復(fù)合材料夾芯結(jié)構(gòu)進(jìn)行低速?zèng)_擊及沖擊后壓縮試驗(yàn),來研究不同面板鋪層類型對(duì)夾芯板低速?zèng)_擊性能以及沖擊后剩余壓縮強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,不同鋪層結(jié)構(gòu)的碳纖維夾芯板在受到低速?zèng)_擊和沖擊后壓縮測(cè)試時(shí)的損傷失效形式不同,三種夾芯板的低速?zèng)_擊損傷面積、凹坑深度、分層面積、沖擊響應(yīng)曲線以及沖擊后壓縮強(qiáng)度下降比例均有較大的差異。在這三種鋪層方式中,碳纖維單向預(yù)浸料準(zhǔn)各向同性鋪層的試樣表現(xiàn)出較高的抗沖擊載荷能力。 

【文章來源】：復(fù)合材料科學(xué)與工程. 2020,(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

夾芯結(jié)構(gòu)示意圖

將沖擊后的試樣置于標(biāo)準(zhǔn)夾具中,壓縮試驗(yàn)夾具如圖2所示。沖擊后壓縮試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)ASTM D7137/D7137M-17進(jìn)行。將試樣與夾具放在電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行壓縮試驗(yàn),得到試樣的沖擊后剩余壓縮強(qiáng)度(Compressive Strength After Impact,CAI)。試驗(yàn)過程采用位移控制方式進(jìn)行加載,加載速度為0.5 mm/min,每組試驗(yàn)測(cè)試三個(gè)樣品。3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

當(dāng)沖擊能量為5 J時(shí),試樣分層損傷不明顯。當(dāng)沖擊能量大于25 J時(shí),夾芯結(jié)構(gòu)上面板出現(xiàn)裂紋,進(jìn)行C掃時(shí)水分會(huì)侵入夾芯結(jié)構(gòu)內(nèi)部,影響C掃結(jié)果,同時(shí)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞,無法得到試樣真實(shí)的分層情況。所以選取三組試樣在15 J沖擊能量下的C掃圖像來分析三種結(jié)構(gòu)的分層形式。從圖4可以看到A組試樣損傷面積最小,中間顯示一個(gè)空白區(qū)域,其原因可能是凹坑深度較大,導(dǎo)致反射的超聲波信號(hào)無法被探頭監(jiān)測(cè)到。在凹坑外圍未檢測(cè)出明顯的分層區(qū)域,說明分層損傷未向沖擊區(qū)域外大范圍擴(kuò)展。B組試樣顯現(xiàn)出嚴(yán)重的分層損傷,損傷面積最大,形貌近似橢圓。這是因?yàn)榉謱訐p傷主要沿著纖維方向進(jìn)行擴(kuò)展,同時(shí)由于邊界條件的約束,90°方向損傷直徑小于0°方向,所以呈現(xiàn)出類似花生殼的橢圓形。C組試樣也出現(xiàn)了分層損傷,但是分層面積小于B組,由于損傷沿著0°、90°、45°、-45°四個(gè)方向進(jìn)行擴(kuò)展[16],便呈現(xiàn)出特征的“花瓣形”。使用深度計(jì)測(cè)量每組試樣的凹坑深度,通過ImageJ對(duì)試樣照片進(jìn)行處理得到每個(gè)試樣的損傷區(qū)域面積大小,相關(guān)結(jié)果如表3所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3524016