用不飽和聚脂預(yù)浸漬玻璃纖維帶制作了幾種正交型鋪層序列的層板梁試件，并對(duì)其在固支條件下進(jìn)行了橫向沖擊實(shí)驗(yàn)。用嵌入式加速度傳感器得到了載荷歷史，通過(guò)高速攝影機(jī)和顯微攝像系統(tǒng)從層板側(cè)面觀察了脫層現(xiàn)象。根據(jù)最大剪應(yīng)力準(zhǔn)則，通過(guò)對(duì)層板內(nèi)部剪應(yīng)力的分布以及不同鋪層間三種不同剪切破壞強(qiáng)度的近似分析，解釋了首次脫層具體位置和二次脫層現(xiàn)象。試驗(yàn)和分析表明，脫層失穩(wěn)所對(duì)應(yīng)的脫層閾值載荷與試件的鋪層結(jié)構(gòu)有關(guān)。但是，對(duì)不同鋪層結(jié)構(gòu)的試件，發(fā)生脫層的0°／90°界面具有相同的細(xì)觀剪切強(qiáng)度。因此。用細(xì)觀界面剪切強(qiáng)度來(lái)分析和預(yù)言試件的脫層失穩(wěn)更具有一般性。
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低速撞擊下正交型纖維增強(qiáng)復(fù)合材料層板的脫層研究-徐寶龍.pdf
纖維增強(qiáng)樹(shù)脂的層壓結(jié)構(gòu)在航空航天、建筑、汽車(chē)、船舶和電子工業(yè)等中有廣泛的應(yīng)用。在層壓結(jié)構(gòu)的制備和使用中，都會(huì)產(chǎn)生缺陷和損傷，如夾雜和氣泡，外部物體低速?zèng)_擊產(chǎn)生的損傷等。由于層板的層間剪切強(qiáng)度較低，在橫向載荷下特別容易產(chǎn)生層間裂紋，并進(jìn)一步形成脫層。當(dāng)脫層損傷發(fā)生并以這種損傷方式為主時(shí)，層板的剩余承載能力受到影響，剩余壓縮強(qiáng)度值的降低尤為明顯。已有的對(duì)沖擊載荷作用下層板損傷的研究主要著重于對(duì)損傷現(xiàn)象和損傷機(jī)理的分析和探討。也建立了一些近似模型來(lái)模擬脫層。
隨著材料損傷和破壞，結(jié)構(gòu)的剛度降低，載荷一時(shí)間曲線會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化M，別。一般認(rèn)為，層板脫層失穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致載荷的絕對(duì)值突然減小。該點(diǎn)處的載荷即為脫層閡值載荷。當(dāng)變形繼續(xù)增大。載荷曲線有可能繼續(xù)上升。Schoeppn er等在他們的實(shí)驗(yàn)中，把沖擊試件的載荷測(cè)量與C-Sc鋤損傷測(cè)量相比較，
發(fā)現(xiàn)載荷絕對(duì)值的突然下落與脫層的發(fā)展相對(duì)應(yīng)，從而證明了脫層閾值載荷的存在。M atemilola等認(rèn)為在他們的復(fù)合材料壓力容器受球頭落錘沖擊實(shí)驗(yàn)所獲得的曲線中，第一個(gè)載荷絕對(duì)值的下落的基本原因是脫層。由于材料和結(jié)構(gòu)的形式不同。其它初始損傷也可能對(duì)應(yīng)存在閡值載荷。Hirai等認(rèn)為在他們的實(shí)驗(yàn)中f使用材料為編織的玻璃纖維層板）初始損傷載荷是界面失效或者層板后表面附近基體裂紋的結(jié)果，初始的損傷載荷對(duì)于不同的沖擊能量幾乎是常數(shù)。但隨溫度增加而減少。
為了研究層板的鋪層結(jié)構(gòu)對(duì)層板損傷特性的影響并為復(fù)合材料層板的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供基礎(chǔ)，我們進(jìn)行了幾種鋪層序列的玻璃纖維增強(qiáng)聚脂樹(shù)脂層板低速?zèng)_擊實(shí)驗(yàn)，通過(guò)幾種序列的比較從細(xì)觀角度研究了層板在受沖擊過(guò)程中首次脫層發(fā)生的位置及其具體機(jī)理。得到了不同鋪層結(jié)構(gòu)試件的脫層閾值載荷及其與細(xì)觀剪切強(qiáng)度間的關(guān)系。
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