研究不同排列方式的纖維金屬3維復(fù)合材料在不同方向上的力學(xué)性能和失效模式,對(duì)復(fù)合材料試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)、三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)及靜態(tài)壓入試驗(yàn).拉伸試驗(yàn)表明[0°/0°]排列的復(fù)合材料在纖維方向上具有最高的拉伸模量、屈服強(qiáng)度及拉伸強(qiáng)度,而在垂直于纖維方向上具有很低的力學(xué)性能.[0°/90°]排列的復(fù)合材料由于其僅一側(cè)纖維受拉,其力學(xué)性能相對(duì)較弱,且變形模式表現(xiàn)為試樣的彎曲變形.[0°/0°]和[0°/90°]兩種方式排列的復(fù)合材料的拉伸剪切性能差別較小.彎曲試驗(yàn)表明[0°/0°]排列方式的復(fù)合材料在纖維方向上的抗彎能力最高.靜態(tài)壓入試驗(yàn)表明,[0°/0°]和[0°/90°]的復(fù)合板具有近似的抗壓入破壞能力.試樣破壞模式顯示,纖維金屬3維復(fù)合材料未出現(xiàn)界面失效等結(jié)構(gòu)性破壞,具有優(yōu)良的界面強(qiáng)度. 

【文章來源】：北京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

真空輔助成型工藝

圖1 真空輔助成型工藝表2 各試驗(yàn)中試樣類型Tab.2 Sample type in each test 試驗(yàn) 切割方向 鋪層排列方式 [0°/0°] [0°/90°] 拉伸試驗(yàn) 0° [0°/0°]0° [0°/90°]0° 45° [0°/0°]45° [0°/90°]45° 90° [0°/0°]90° [0°/90°]90° 三點(diǎn)彎曲試驗(yàn) 0° [0°/0°]0° [0°/90°]0° 90° [0°/0°]90° [0°/90°]90° 靜態(tài)壓入試驗(yàn) [0°/0°] [0°/90°] 注:[0°/90°]0°和[0°/90°]90°試樣在拉伸實(shí)驗(yàn)中屬于同一種類型的試樣,因此拉伸試驗(yàn)中只有5種試樣

圖4為3種試樣拉伸試樣后的變形/破壞模式以及拉伸破壞區(qū)域的局部圖. 由圖4看出,[0°/0°]0°試樣的破壞模式是樹脂開裂脫落,纖維束從基體中拔出斷裂,鋁合金也出現(xiàn)不同程度的扭曲斷裂. [0°/90°]0°試樣的破壞模式是基體發(fā)生斷裂,其中0°的鋪層中的纖維發(fā)生抽拔、斷裂, 90°的鋪層中纖維卻未發(fā)生破壞. 另外拉伸后的 [0°/90°]0°試樣整體呈現(xiàn)彎曲狀態(tài),這是因?yàn)槔w維取向?yàn)?°的鋪層破壞由纖維控制,90°的鋪層破壞由基體控制,拉伸過程中兩鋪層不相等的應(yīng)變導(dǎo)致試樣整體會(huì)向90°鋪層一側(cè)彎曲,如圖4(d)所示,由圖可知,盡管兩個(gè)鋪層應(yīng)變不相等,但金屬和纖維之間卻沒有出現(xiàn)分層失效等結(jié)構(gòu)性破壞,說明纖維金屬3維復(fù)合材料具有良好的界面性. [0°/0°]90°試樣由于所受的拉應(yīng)力方向與纖維方向垂直導(dǎo)致纖維未受拉伸應(yīng)力,因此試樣的破壞模式表現(xiàn)為樹脂和鋁合金拉伸斷裂,纖維未斷裂,且斷口方向和纖維方向一致.圖4 三種試樣的拉伸試驗(yàn)變形/破壞模式

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3609925