縫合復合材料層合板拉伸疲勞損傷及其機理

      纖維增強復合材料因其具有比剛度和比強度高、可設計性強、耐疲勞等優點而在航空航天工業中得到了廣泛應用，美國的波音787復合材料結構的用量達到了50%，歐洲空客公司的A350XWB復合材料的用量高達53%，從而使一些人認為大型民用客機結構的復合材料化時代已經到來，但傳統的纖維增強樹脂基復合材料層合板屬于二維結構，在垂直于板平面的方向（厚度方向）上沒有連續纖維，完全靠樹脂的粘結力來承受和傳遞載荷，因此，當受到層間力或橫向沖擊力作用時，復合材料往往首先發生層間分層破壞，進而導致復合材料層合板的面內拉伸、壓縮等力學性能明顯降低，在很大程度上影響了復合材料在飛行器主承力結構中高性能的發揮．
 

       提高復合材料層合結構層間性能的方法很多，如采用韌性較高的改性樹脂，在層間加韌性膠膜，采用混雜鋪層等等，研究發現，采用紡織技術能比較經濟有效地解決這一問題，其中的縫合技術是通過在層合板厚度方向增加縫線來增強復合材料的層間力學性能，達到提高層合板抗分層損傷能力的目的．目前，縫合/RTM或VARTM技術已經在波音787的操縱面結構、A380的球面端框和某導彈復合材料結構中得到了應用．但是，縫線的介人也導致了鋪層纖維發生面內與面外局部彎曲、纖維斷裂以及縫線附近的富膠區等問題，從而削弱了復合材料鋪層的面內力學性能，目前縫合復合材料已在A380后機身球面框結構上得到了應用。

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