碳纖維復(fù)合材料層壓板的力學(xué)性能及缺陷分析.pdf

1、先進(jìn)復(fù)合材料由于其優(yōu)異的比強(qiáng)度和比模量而廣泛應(yīng)用于航空航天等各領(lǐng)域。熱壓罐成型工藝是航空航天領(lǐng)域先進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的主要成型工藝。不同的固化參數(shù)會(huì)使碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料層壓板內(nèi)產(chǎn)生不同水平的缺陷，從而影響碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料層壓板的力學(xué)性能。因此，本文通過(guò)采用不同的固化工藝制備碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料層壓板試樣，并對(duì)固化工藝對(duì)復(fù)合材料層壓板內(nèi)的缺陷和力學(xué)性能的影響進(jìn)行了探討。
　　本文針對(duì)某型飛機(jī)上應(yīng)用的典型鋪層([(±45

2、)4/(0,90)/(±45)2]S、[(±45)/(0,90)2/(±45)]S、[(±45)/04/(±45)/(0,90)]S、[(±45)/04/(0,90)/02]S)采用不同的固化壓力(0.4MPa、0.1MPa、0.0MPa)進(jìn)行了層壓板的制備。
　　對(duì)不同固化壓力條件下制造的四種鋪層的層壓板進(jìn)行了缺陷檢測(cè)。不同壓力制造的層壓板內(nèi)的主要缺陷為孔隙。孔隙主要出現(xiàn)在層間，有的也出現(xiàn)在層內(nèi)。隨著固化壓力的下降，孔隙率不斷增

3、加，孔隙的尺寸、縱橫比不斷增大。在相同的固化工藝條件下，鋪層不但影響孔隙率的大小，而且對(duì)孔隙的分布、尺寸和縱橫比都有影響。
　　對(duì)熱壓罐成型工藝中孔隙的形成機(jī)理進(jìn)行了探討，分析了孔隙的成核、平衡和生長(zhǎng)。結(jié)果表明復(fù)合材料固化過(guò)程中樹脂的壓力和溫度的變化及水分在復(fù)合材料內(nèi)的擴(kuò)散影響了孔隙核的長(zhǎng)大過(guò)程。
　　對(duì)不同固化壓力條件下制造的四種鋪層的層壓板進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試。固化壓力的變化對(duì)拉伸性能的影響比較小，對(duì)層間剪切強(qiáng)度的影響較大