基于置換法三維織物增強(qiáng)復(fù)合材料動(dòng)態(tài)壓縮性能研究.pdf

1、三維正交復(fù)合材料克服了層合復(fù)合材料易分層的缺點(diǎn)，具有更高的損傷容限和抗沖擊性能，在航空航天、國防以及民用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料構(gòu)件在服役過程中不可避免地要承受沖擊等動(dòng)態(tài)載荷作用，研究不同應(yīng)變率下復(fù)合材料的力學(xué)響應(yīng)有著重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文基于置換法和RTM復(fù)合成型工藝，通過改變z向紗捆綁結(jié)構(gòu)和引入面內(nèi)±45°紗線得到兩種不同z向紗體積分?jǐn)?shù)的碳/環(huán)氧三維正交復(fù)合材料及面內(nèi)準(zhǔn)各向三維復(fù)合材料?；趰u津萬

2、能材料試驗(yàn)機(jī)和分離式霍普金森壓桿(SHPB)測試系統(tǒng)對(duì)三種結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和350s-1-800s-1應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)壓縮性能測試，研究了材料面內(nèi)和厚度兩個(gè)方向上的準(zhǔn)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)壓縮應(yīng)力、應(yīng)變、模量以及損傷破壞模式。
　　準(zhǔn)靜態(tài)下，z向紗體積分?jǐn)?shù)降低，碳/環(huán)氧三維正交復(fù)合材料的面內(nèi)方向壓縮強(qiáng)度降低，但厚度方向壓縮強(qiáng)度增加;面內(nèi)引入±45°紗之后，面內(nèi)準(zhǔn)各向三維復(fù)合材料面內(nèi)方向的破壞模式發(fā)生轉(zhuǎn)變，由典型的剪切破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)的整體擠壓斷

3、裂，材料的整體性提高，另外，面內(nèi)方向的壓縮強(qiáng)度無明顯變化，但厚度方向壓縮承載能力降低。
　　無論面內(nèi)還是厚度方向，三種結(jié)構(gòu)碳/環(huán)氧復(fù)合材料均表現(xiàn)出明顯的應(yīng)變率效應(yīng)，隨著應(yīng)變率增加，材料的最大壓縮應(yīng)力，壓縮模量不斷增加，最大應(yīng)力下的應(yīng)變不斷減小。降低z向紗體積分?jǐn)?shù)，面內(nèi)方向上碳/環(huán)氧三維正交復(fù)合材料動(dòng)態(tài)下的壓縮響應(yīng)變得更加敏感，應(yīng)變率效應(yīng)更加明顯，破壞程度更嚴(yán)重，斷口更加粗糙;但在厚度方向上，其應(yīng)力、模量、應(yīng)變的應(yīng)變率敏感程度均下降