多轴向三维机织复合材料的低速冲击力学性能

发布时间：2024-02-06 23:47

　　为了分析多轴向三维机织复合材料的低速冲击力学性能,研究结构内斜向纱对复合材料冲击损伤的影响,以碳纤维和环氧树脂为原材料,设计并制备了多轴向三维机织复合材料及三维正交机织复合材料,采用落锤冲击装置对两种材料进行了低速冲击实验,获得了冲击载荷和能量及时间曲线,通过观测试样外观及内部冲击形貌,对比讨论了多轴向三维机织复合材料的冲击损伤机理。结果表明:斜向纱的引入使得多轴向三维机织复合材料具有更高的承受低速冲击载荷能力和更好的吸能性能,材料以部分纤维断裂和层间裂纹扩展为主要失效模式,且冲击损伤在结构面内各纱线层的传播受纱线轴向的影响,0°经纱层、90°纬纱层的损伤区域近似呈椭圆,且椭圆的长轴方向沿经纱轴向或纬纱轴向;-45°斜向纱和+45°斜向纱之间是互相作用、互相影响的,斜向纱层内的损伤形貌同时受到本层-45°斜向纱或+45°斜向纱轴向,以及相邻层+45°斜向纱或-45°斜向纱轴向的共同影响,损伤区域形状近似为一组对边平行于-45°方向、另一组对边平行于+45°方向的平行四边形。

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1-9头盔不同位置碰撞测试图

图1-8头盔碰撞试验机结构示意图针对头盔壳体用纺织复合材料板材进行抗冲击性能测试的研究文献较多,且研究较为深入,为纺织复合材料头盔壳体的抗冲击性能研究提供了重要理论指导依据。此方面的抗冲击性能测试装置主要为落锤冲击试验机。为探究二维机织物的铺层角度对复合材料层合板抗冲击性能的影响....

图1多轴向三维机织物结构示意图:(a)侧视图、(b)横截面视图

实验原材料为威海光威CCF300-3K碳纤维及TDE-86#环氧树脂,由天津工业大学复合材料研究所设计并制备了经密、纬密均为50根/10cm的多轴向三维机织物和三维正交机织物,通过树脂传递模塑(RTM)工艺复合成型。试样具体参数如表1所示,其中,三维正交机织复合材料试样TL8结....

图2低速冲击试验机及多轴向三维机织复合材料试样

表2微纳米焦点工业CT扫描设置参数Table2Parametersofmicro-nanofocusindustrialCT射线管电压/kV射线管电流/mA采集投影数量/幅投影平均帧数/帧体元尺寸/mm31600.20162020.0264....

图10试样ML8损伤区域图片(电子版为彩图)

图9试样TL8损伤区域图片(电子版为彩图)利用微纳米焦点CT检测技术由冲击背面凸起部位最高点至冲击面,依次采集两种试样不同厚度处的损伤形貌照片,每一毫米厚度约采集40张图片,每层纱线层最接近冲击背面的位置的损伤形貌最为明显,因此选取该位置处的损伤形貌图片,观测其凸起损伤形貌。结....

本文编号：3896399