混雜復合材料低速沖擊力學性能實驗研究.pdf

1、由于纖維種類、混雜結構、混雜比例具有靈活的可設計性，纖維混雜復合材料會出現(xiàn)各種不同的混雜效果。纖維混雜復合材料既能保持單一纖維復合材料的某些性能優(yōu)點，又能一定程度上消除復合材料力學性能的短板效應，將大大地擴展復合材料的應用范圍。
　　課題結合當前高性能纖維的發(fā)展，研究了兩個類型的纖維混雜復合材料低速沖擊性能，1.芳綸/超高分子量聚乙烯（Aramid/UHMWPE）混雜復合材料，2.碳/芳綸（Carbon/Aramid）混雜復合材料

2、，每類混雜復合材料均設計了兩種層間混雜、兩種夾芯混雜和層內混雜共五種混雜結構，對比不同混雜結構性能間的差異，優(yōu)選性能優(yōu)良的混雜結構，從實驗角度為混雜復合材料抗沖擊性能設計提供了理論依據(jù)。
　　芳綸/UHMWPE纖維混雜復合材料具有更高的減重效率，通過落錘沖擊實驗評價了混雜結構、UHMWPE纖維混雜含量對其沖擊載荷、沖擊彈性應變能、沖擊損傷形貌等抗沖擊性能的影響。結果表明，芳綸/UHMWPE混雜復合材料層板載荷峰值均大于兩種單一纖維

3、復合材料層板，試樣沖擊正面與背面均為芳綸纖維的層間混雜層板沖擊載荷峰值最大，沖擊正面與背面均為UHMWPE纖維的混雜層板分層損傷嚴重;五種混雜結構層板吸收能量均小于單一纖維層板，而彈性應變能均大于單一纖維層板，芳綸/UHMWPE纖維混雜復合材料展現(xiàn)了良好沖擊韌性。在沖擊能量相近的情況下，層內混雜層板沖擊后損傷面積最小;隨著UHMWPE纖維混雜含量增加，沖擊載荷峰值先增大后減小，當UHMWPE纖維混雜含量約為40％時，層間混雜復合材料層板

4、沖擊載荷峰值最大。
　　對于碳/芳綸纖維混雜復合材料層板，本文探討了其沖擊載荷、韌性指數(shù)DI值、凹坑深度、內部損傷情況等沖擊損傷形貌。結果表明，碳纖維層板具有最大的沖擊載荷峰值，芳綸纖維層板沖擊載荷峰值最小，混雜復合材料層板沖擊載荷峰值介于兩者之間，五種混雜結構碳/芳綸纖維混雜復合材料中，層間混雜復合材料展現(xiàn)了最大的載荷峰值。五種混雜復合材料具有較高的DI值，層間混雜復合材料層板DI值最大，表現(xiàn)出良好的沖擊韌性。在沖擊能量相近的情