二維三軸編織鋪層復(fù)合材料開(kāi)孔前后的彎曲性能和剪切性能研究.pdf

1、在復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用中，復(fù)合材料零部件需要與其它零部件連接，其中機(jī)械連接是連接方法中最普遍的一種，機(jī)械連接需要開(kāi)孔，而開(kāi)孔會(huì)直接影響復(fù)合材料零部件的結(jié)構(gòu)及性能，因此需要對(duì)其進(jìn)行深入研究以了解機(jī)械開(kāi)孔前后試樣的力學(xué)性能和破壞模式。彎曲性能和剪切性能是材料的兩項(xiàng)重要性能，但是目前針對(duì)單向布鋪層復(fù)合材料的力學(xué)性能及破壞模式研究比較深入，對(duì)二維三軸編織鋪層復(fù)合材料開(kāi)孔前后的彎曲性能和剪切性能及其破壞機(jī)理的研究較少。
　　本文主要研究的問(wèn)題

2、包括：1.使用普通機(jī)械開(kāi)孔方法對(duì)不同層數(shù)的二維三軸編織鋪層復(fù)合材料進(jìn)行開(kāi)孔，觀察其截面是否有嚴(yán)重?fù)p傷。2.對(duì)開(kāi)孔前后的二維三軸編織鋪層復(fù)合材料進(jìn)行彎曲測(cè)試和剪切測(cè)試，得出了不同鋪層數(shù)之間彎曲性能和剪切性能的關(guān)系以及開(kāi)孔后彎曲性能和剪切性能與不開(kāi)孔彎曲性能和剪切性能之間的關(guān)系。3.研究開(kāi)孔對(duì)材料彎曲性能和剪切性能的影響，并對(duì)測(cè)試后試樣的表面、縱向截面的裂紋走向及其分布規(guī)律進(jìn)行觀測(cè)并分析其破壞模式。其中孔的直徑與試樣的寬度比為1:3.88。

3、
　　由彎曲實(shí)驗(yàn)和剪切試驗(yàn)的結(jié)果可以得出：
　　1.開(kāi)孔前后二維三軸編織復(fù)合材料彎曲性能對(duì)比：鋪層數(shù)為一、二、三的編織復(fù)合材料開(kāi)孔前后最大彎曲載荷和彎曲強(qiáng)度分別下降了1/3左右；彎曲彈性模量分別下降了1/2左右。開(kāi)孔前后試樣的最大彎曲載荷和彎曲彈性模量都隨著鋪層數(shù)的增加而增加，但當(dāng)鋪層數(shù)達(dá)到一定層數(shù)后，對(duì)彎曲性能的改變量減小。材料彎曲破壞實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)的主要破壞模式為壓縮破壞。開(kāi)孔對(duì)周圍的影響主要為距孔邊緣1～2mm范圍。

4、>　　2.對(duì)三點(diǎn)彎短梁試驗(yàn)法得出的開(kāi)孔前后二維三軸編織復(fù)合材料剪切性能進(jìn)行對(duì)比：鋪層數(shù)為一層的編織復(fù)合材料開(kāi)孔前后可承受的最大載荷和剪切應(yīng)力分別下降了1/2左右，鋪層數(shù)為二、三的編織復(fù)合材料開(kāi)孔前后可承受的最大載荷和剪切應(yīng)力分別下降了1/4左右。二維三軸編織鋪層復(fù)合材料可承受的最大載荷隨著鋪層數(shù)的增加而增大。材料剪切試驗(yàn)中表現(xiàn)的主要破壞模式為內(nèi)部剪切破壞。開(kāi)孔對(duì)周圍的影響主要為距孔邊緣1～2mm范圍。
　　3.在剪切應(yīng)力作用下，鋪