编号：CYYJ03156
篇名：缝合碳纤维泡沫夹芯复合材料反复低速冲击性能研究
作者：罗志强 赖家美 黄志超 莫明智 李美艳
关键词： 泡沫夹芯结构 反复冲击性能 CT扫描 损伤机理 拐点
机构： 南昌大学聚合物成型研究室 华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室
摘要： 采用真空辅助传递模塑(VARTM)工艺制备了铺层为[45°/-45°/0°/90°]2s的缝合/未缝合泡沫夹芯结构复合材料,并在15 J的冲击能量下对其进行了五种不同冲击次数的落锤反复低速冲击实验,通过Micro-CT扫描对冲击后的纤维面板内部不可见的损伤进行表征,从而揭示其内部损伤机理。结果表明:泡沫夹芯结构复合材料损伤形式主要包括分层损伤、基体开裂和纤维断裂。经历前五次冲击后,泡沫夹芯结构复合材料主要产生分层损伤和基体开裂,纤维断裂仅出现在冲击位置;随着冲击次数的增加,纤维断裂的现象愈加明显。面板层间损伤从冲击表面至材料内部的主要损伤模式不同,其损伤面积呈递增状,靠近泡沫的第7—8层的层间分层所带来的损伤面积最大。缝线树脂柱能够有效改善泡沫夹芯结构的抗冲击性能,与未缝合相比,缝合泡沫夹芯复合材料在相同冲击次数下的残余最大冲击载荷的提升幅度为33.4%~48.1%。此外,还得到了15 J能量下冲击次数及凹坑深度的关系曲线图,并拟合出相应的数学公式,再结合曲线拐点位置,能够实现对复合材料损伤模式的预测。
