二維三軸編織混雜層合復(fù)合材料低速沖擊性能研究.pdf

1、隨著復(fù)合材料在航空航天等領(lǐng)域的的應(yīng)用加大，克服單種纖維增強復(fù)合材料在沖擊性能方面的局限性需求增加，因此混雜復(fù)合材料具有廣闊的發(fā)展前景。目前關(guān)于編織混雜層合復(fù)合材料低速沖擊及沖擊后力學(xué)性能的研究較少，主要側(cè)重于單層編織復(fù)合材料以及單向板層合復(fù)合材料的力學(xué)性能研究，因此本課題主要對二維三軸編織混雜層合復(fù)合材料的沖擊性能和沖擊后彎曲性能進(jìn)行實驗研究和理論分析，以期能為編織混雜層合復(fù)合材料的抗沖擊應(yīng)用設(shè)計提供參考。
　　本文以兩大類共七種

2、結(jié)構(gòu)類型試樣為研究對象，第一類結(jié)構(gòu)類型包含四種層合結(jié)構(gòu)，分別為：3層碳纖編織片層合制得；上下兩層為碳纖編織片、中間層為玻纖編織片層合制得；上下兩層為玻纖編織片、中間層為碳纖編織片層合制得；3層玻纖編織片層合制得。第二類結(jié)構(gòu)類型包含三種層合結(jié)構(gòu)，分別為：3層均由碳纖為編織紗、玻纖為軸紗的編織片層合制得；3層均由玻纖為編織紗、碳纖為軸紗的編織片層合制得；3層均由編織紗和軸紗是碳纖和玻纖一隔一混雜排列的編織片層合制得。
　　本課題采用落

3、錘沖擊實驗和三點彎曲實驗進(jìn)行力學(xué)性能綜合測試，利用數(shù)碼相機觀察表面損傷分布、體式顯微鏡觀察橫截面和縱截面的斷面損傷特征。通過沖擊實驗所得損傷規(guī)律和數(shù)據(jù)對比初步判斷材料的抗沖擊性能，由不經(jīng)過沖擊的純彎曲實驗推出試樣的彎曲性能，進(jìn)而與沖擊后的彎曲性能進(jìn)行對比，分析得出剩余彎曲性能較好的復(fù)合材料試樣，從而得出具有較優(yōu)抗沖擊性能的復(fù)合材料試樣。
　　上下兩層為碳纖編織片、中間層為玻纖編織片制得的層合復(fù)合材料與3層均為碳纖編織片制得的層合復(fù)

4、合材料相比，前者的沖擊表面裂紋較少、沖擊中心處橫截面裂紋較少，而單位厚度吸收能量比后者高7.61％、最大彎曲載荷值比后者高16.46％、彎曲強度高19.52％、沖擊后彎曲強度損失率低40.60％，因此可得出3層編織層合復(fù)合材料的外層為剛性材料編織片、中間層為韌性材料編織片時，可有效提高混雜材料的抗沖擊性能。
　　上下兩層為玻纖編織片、中間層為碳纖編織片制得的層合復(fù)合材料與3層均為玻纖編織片制得的層合復(fù)合材料相比，前者的沖擊表面裂紋

5、較少、沖擊中心處橫截面裂紋較少，而單位厚度吸收能量比后者高2.21％，最大彎曲載荷值比后者高2.12％、彎曲強度高11.46％、但是沖擊后彎曲強度損失率僅高5.30％，因此可得出外層為韌性材料編織片、中間層為剛性材料編織片時，可在較小程度提高混雜材料的抗沖擊性能。
　　3層均由碳纖為編織紗、玻纖為軸紗的編織片層合制得的混雜復(fù)合材料，與3層均由玻纖為編織紗、碳纖為軸紗的編織片層合制得混雜復(fù)合材料相比，前者的沖擊正面裂紋較多、沖擊背面

6、裂紋較少、沖擊中心處橫截面裂紋較多，單位厚度吸收能量比后者高25.80％，最大彎曲載荷值比后者高18.64％、彎曲強度高15.25％、但是沖擊后彎曲強度損失率高98.83％；而3層均由編織紗和軸紗是碳纖和玻纖一隔一混雜排列的編織片層合制得的混雜復(fù)合材料，沖擊表面和沖擊中心處橫截面裂紋損傷范圍較小，但單位厚度吸收能量最大、最大彎曲載荷值最高、彎曲強度值最低、沖擊后彎曲強度損失率接近最低，由此可知，編織片為韌性材料和剛性材料混雜編織制得時，