溫濕度對T700S-＃2510和G30-500-TC275復合材料力學性能的影響.pdf

1、碳纖維增強聚合物基復合材料作為一種先進的復合材料,憑借它輕質(zhì)高強、抗腐蝕等一系列的優(yōu)點被廣泛的運用于航空航天領域。然而,聚合物基復合材料在濕熱環(huán)境中的力學性能會明顯降低,同時復合材料的多相性決定了材料受不同環(huán)境影響、在不同的加載方式下的受力情況是極其復雜的。目前對復合材料在環(huán)境作用下的可靠性評估尚沒有完整的體系。本文通過靜力學手段對T700S/＃2510和 G30-500/TC275兩種碳纖維增強/環(huán)氧樹脂復合材料,分別在-55℃、常溫

2、干態(tài)、82℃、溫度82℃相對濕度85％四種環(huán)境下進行拉伸、壓縮、面內(nèi)剪切試驗;分析材料的吸濕特性,并測試材料吸濕前后的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度;對比兩種材料的力學性能,研究復合材料在溫濕度環(huán)境下的力學性能。
　　試驗研究表明:碳纖維復合材料層合板吸濕過程分為兩個階段,第一階段是線性的,而第二階段則表現(xiàn)出了明顯的非線性,它遵從 Fick第二定律;在相同的鋪層比例下,材料的鋪層數(shù)越少,吸濕速率越快;材料尺寸在一定范圍內(nèi),相同厚度下45°方向的鋪

3、層比例越高,材料的吸濕速率越快;吸濕后碳纖維復合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比干態(tài)下降了30℃;T700S/＃2510的拉伸、壓縮性能比 G30-500/TC275強,而它們的剪切性能沒有明顯差別;碳纖維復合材料拉伸強度的模量不受溫濕度影響;在高溫環(huán)境下,織物的抗壓強度下降了9.11%~15.90%,單向帶90°方向的抗壓強度下降了19.1%;低溫環(huán)境下,織物的壓縮強度變化不明顯,而單向帶90°方向的壓縮強度提高了10.3%;在溫濕度的聯(lián)合作用