編號(hào)：CYYJ04083
篇名：表面淺裂紋損傷后碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料層合板斷裂強(qiáng)度研究
作者：王斌華 王澤錕 房宣衡 劉昌盛
關(guān)鍵詞： 碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料 邊界效應(yīng)模型 淺裂紋 抗拉強(qiáng)度 斷裂韌性
機(jī)構(gòu)： 長(zhǎng)安大學(xué)道路施工技術(shù)與裝備教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室 山河智能裝備股份有限公司
摘要： 在實(shí)際服役環(huán)境下,碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料(CFRP)結(jié)構(gòu)表面容易出現(xiàn)淺劃痕損傷,如何評(píng)估損傷后CFRP結(jié)構(gòu)的承載性能是關(guān)注的焦點(diǎn)�；谶吔缧�(yīng)模型(BEM)研究了CFRP板出現(xiàn)表面淺裂紋后的斷裂強(qiáng)度,提出了一種CFRP表面定量深度淺裂紋的預(yù)制方法,較準(zhǔn)確地制備了包含表面淺裂紋的試件;完成了三點(diǎn)彎曲準(zhǔn)靜態(tài)成組試驗(yàn),在金相顯微鏡下對(duì)裂尖損傷區(qū)的斷裂特征進(jìn)行觀(guān)測(cè),建立了裂紋尖端損傷區(qū)量化評(píng)價(jià)方法。研究結(jié)果表明:通過(guò)標(biāo)定試驗(yàn)確定了試驗(yàn)機(jī)分別施加300,450,600 N的壓力載荷后,CFRP層合板試件表面可形成平均深度約為0.10,0.14,0.18 mm的淺裂紋;完成了邊裂紋試件的三點(diǎn)彎曲斷裂試驗(yàn),通過(guò)裂紋擴(kuò)展觀(guān)測(cè)和成組試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合分析,確定了反映裂尖損傷區(qū)分布范圍的參數(shù)β和斷裂參數(shù)C的最優(yōu)取值,分別為β=0.27,C=0.47,實(shí)現(xiàn)了CFRP表面微裂紋損傷后斷裂強(qiáng)度的評(píng)價(jià),并且擬合分析與直接拉伸試驗(yàn)的抗拉強(qiáng)度對(duì)比偏差為4.59%,驗(yàn)證了BEM模型的合理性;基于BEM模型,建立了CFRP層合板斷裂強(qiáng)度預(yù)測(cè)的解析方程,以便于實(shí)際工程應(yīng)用。
