基于柔性導向三維織造成形方法制備碳纖維增強環(huán)氧樹脂三維織造復合材料,通過壓縮試驗測試和微觀形貌分析,研究了三維柔性導向復合材料的面內(nèi)壓縮強度、壓縮變形特征和失效行為隨導向結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律。結(jié)果表明,隨著導向套直徑的減小,導向套的壓縮斷裂模式由導向套/基體分離轉(zhuǎn)變?yōu)閷蛱?基體分離與導向套剪切斷裂或軸向開裂的混合損傷模式,提高了材料的壓縮斷裂應力。為避免纖維束在織造成形過程中產(chǎn)生彎折或扭轉(zhuǎn),導向陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計時應考慮導向套排布間隙大小與所選纖維束尺寸相近。 

【文章來源】：工程塑料應用. 2020,48(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

三維織造復合材料預制體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為不同導向套排布參數(shù)下三維織造復合材料的X/Y向壓縮應力–應變曲線,可知,沿X/Y向壓縮時,三維織造復合材料的壓縮應力–應變曲線表現(xiàn)出典型的韌性斷裂的特征。當導向套排布間隙相同時,導向套直徑1.5 mm的試樣,其壓縮強度明顯高于導向套直徑6 mm的試樣;當導向套直徑相同時,排布間隙為4.5 mm的試樣均表現(xiàn)出較高的壓縮強度。試樣在加載初期,導向套、纖維、基體協(xié)同變形,隨著壓縮載荷的增加,試樣變形量增大,由于導向套附近存在富樹脂區(qū),導致導向套/基體界面處首先產(chǎn)生微裂紋,微裂紋逐漸積累形成宏觀裂紋,并隨著壓縮變形量的增加逐步向基體、纖維處擴展,如圖3所示。當與加載方向平行的纖維束發(fā)生屈曲失效后,還未發(fā)生斷裂的導向套作為主要承載單元。所以,應力達到最高值后,未發(fā)生迅速下降,而是出現(xiàn)緩慢的降低,由于導向套的存在,試樣的壓縮變形過程表現(xiàn)出較好的韌性特征。

試樣在加載初期,導向套、纖維、基體協(xié)同變形,隨著壓縮載荷的增加,試樣變形量增大,由于導向套附近存在富樹脂區(qū),導致導向套/基體界面處首先產(chǎn)生微裂紋,微裂紋逐漸積累形成宏觀裂紋,并隨著壓縮變形量的增加逐步向基體、纖維處擴展,如圖3所示。當與加載方向平行的纖維束發(fā)生屈曲失效后,還未發(fā)生斷裂的導向套作為主要承載單元。所以,應力達到最高值后,未發(fā)生迅速下降,而是出現(xiàn)緩慢的降低,由于導向套的存在,試樣的壓縮變形過程表現(xiàn)出較好的韌性特征。2.2 壓縮破壞機制分析

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3213124