碳纖維平紋織物-環(huán)氧樹脂層壓復(fù)合材料高-低溫下高應(yīng)變率壓縮性能.pdf

1、平紋織物復(fù)合材料中纖維沿經(jīng)緯兩個(gè)方向分布且相互交織，與單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相比具有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗沖擊性能，在航空航天、軍工裝備、汽車和船只等易經(jīng)受動態(tài)載荷領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在使用中工程結(jié)構(gòu)會受到不同溫度下沖擊加載作用，研究不同應(yīng)變率及不同溫度下沖擊壓縮性能對平紋織物復(fù)合材料工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有重要意義。
　　本文研究碳纖維平紋織物/環(huán)氧樹脂層壓復(fù)合材料在低溫和高溫下高應(yīng)變率面外沖擊壓縮性能。采用帶有溫度控制裝置的分離式霍普金森壓桿

2、（SHPB），測試不同溫度(-80℃、-50℃、-20℃、20℃、50℃、80℃、100℃)和應(yīng)變率(700~900s-1、950~1100s-1、1150~1300s-1)下，碳纖維平紋織物/環(huán)氧樹脂層壓復(fù)合材料試件的沖擊壓縮性能。對破壞后試件用掃描電子顯微鏡觀察，結(jié)合環(huán)氧樹脂基體動態(tài)熱機(jī)械性能(DMA)，研究溫度和應(yīng)變率對碳纖維平紋織物/環(huán)氧樹脂層壓復(fù)合材料沖擊壓縮性能的影響。
　　論文所及方法及所得結(jié)論如下：
　　（1

3、）不同溫度環(huán)境下試件即時(shí)測試采用進(jìn)行溫度預(yù)處理方法，保證分離式Hopkinson壓桿不經(jīng)受溫度處理，避免結(jié)果信號采集受到影響。為確保試驗(yàn)溫度的準(zhǔn)確性，采用相關(guān)試件來預(yù)測試驗(yàn)所用試件內(nèi)部的溫度變化情況，用熱電偶即時(shí)測量試件表面溫度。
　?。?）對環(huán)氧樹脂基體DMA測試結(jié)果表明，在-80℃到20℃范圍內(nèi)，環(huán)氧樹脂的存儲模量、損耗模量和損耗角正切隨著溫度升高而降低。在20℃到100℃條件下，溫度增加，環(huán)氧樹脂的損耗模量和損耗角正切隨之增

4、大,而存儲模量隨之降低。
　　（3）溫度對碳纖維平紋織物/環(huán)氧樹脂層壓復(fù)合材料面外沖擊壓縮性能有很大影響。在高溫測試條件下，隨溫度增加，面外沖擊壓縮模量和最大應(yīng)力值都減小。在低溫測試環(huán)境下，面外沖擊壓縮模量和最大應(yīng)力值隨溫度降低而增加。
　　（4）應(yīng)變率影響碳纖維平紋織物/環(huán)氧樹脂層壓復(fù)合材料沖擊壓縮性能。相同溫度下，隨氣壓增大，即應(yīng)變率增大，最大應(yīng)力值和模量增大。
　　（5）碳纖維平紋織物/環(huán)氧樹脂層壓復(fù)合材料面外壓