二維三軸編織鋪層復(fù)合材料開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)械連接需要開孔，而開孔會直接影響復(fù)合材料零部件的結(jié)構(gòu)及性能，因此需要對其進(jìn)行深入研究以了解機(jī)械開孔前后試樣的力學(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，對二維三軸編織鋪層復(fù)合材料開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。
　　本文主要研究的問題

2、包括：1.使用普通機(jī)械開孔方法對不同層數(shù)的二維三軸編織鋪層復(fù)合材料進(jìn)行開孔，觀察其截面是否有嚴(yán)重?fù)p傷。2.對開孔前后的二維三軸編織鋪層復(fù)合材料進(jìn)行彎曲測試和剪切測試，得出了不同鋪層數(shù)之間彎曲性能和剪切性能的關(guān)系以及開孔后彎曲性能和剪切性能與不開孔彎曲性能和剪切性能之間的關(guān)系。3.研究開孔對材料彎曲性能和剪切性能的影響，并對測試后試樣的表面、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.開孔前后二維三軸編織復(fù)合材料彎曲性能對比：鋪層數(shù)為一、二、三的編織復(fù)合材料開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。開孔對周圍的影響主要為距孔邊緣1～2mm范圍。

4、>　　2.對三點(diǎn)彎短梁試驗(yàn)法得出的開孔前后二維三軸編織復(fù)合材料剪切性能進(jìn)行對比：鋪層數(shù)為一層的編織復(fù)合材料開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。開孔對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