編號：CYYJ03156
篇名：縫合碳纖維泡沫夾芯復(fù)合材料反復(fù)低速沖擊性能研究
作者：羅志強 賴家美 黃志超 莫明智 李美艷
關(guān)鍵詞： 泡沫夾芯結(jié)構(gòu) 反復(fù)沖擊性能 CT掃描 損傷機(jī)理 拐點
機(jī)構(gòu)： 南昌大學(xué)聚合物成型研究室 華東交通大學(xué)載運工具與裝備教育部重點實驗室
摘要： 采用真空輔助傳遞模塑(VARTM)工藝制備了鋪層為[45°/-45°/0°/90°]2s的縫合/未縫合泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,并在15 J的沖擊能量下對其進(jìn)行了五種不同沖擊次數(shù)的落錘反復(fù)低速沖擊實驗,通過Micro-CT掃描對沖擊后的纖維面板內(nèi)部不可見的損傷進(jìn)行表征,從而揭示其內(nèi)部損傷機(jī)理。結(jié)果表明:泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料損傷形式主要包括分層損傷、基體開裂和纖維斷裂。經(jīng)歷前五次沖擊后,泡沫夾芯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料主要產(chǎn)生分層損傷和基體開裂,纖維斷裂僅出現(xiàn)在沖擊位置;隨著沖擊次數(shù)的增加,纖維斷裂的現(xiàn)象愈加明顯。面板層間損傷從沖擊表面至材料內(nèi)部的主要損傷模式不同,其損傷面積呈遞增狀,靠近泡沫的第7—8層的層間分層所帶來的損傷面積最大。縫線樹脂柱能夠有效改善泡沫夾芯結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能,與未縫合相比,縫合泡沫夾芯復(fù)合材料在相同沖擊次數(shù)下的殘余最大沖擊載荷的提升幅度為33.4%~48.1%。此外,還得到了15 J能量下沖擊次數(shù)及凹坑深度的關(guān)系曲線圖,并擬合出相應(yīng)的數(shù)學(xué)公式,再結(jié)合曲線拐點位置,能夠?qū)崿F(xiàn)對復(fù)合材料損傷模式的預(yù)測。
