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碳纤维复材因能量冲击造成的微观损伤解决方案

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-02-22  来源:大连义邦航空新材料  浏览次数:253
核心提示:碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料面内的比强度和比刚度高于传统碳纤维材料,这一优良性能适用于现代航空、汽车、轮毂、深潜器探测
     碳纤维增强树脂(CFRP)复合材料面内的比强度和比刚度高于传统碳纤维材料,这一优良性能适用于现代航空、汽车、轮毂、深潜器探测设备、竞技体育滑雪板等高端复合材料结构中。但CFRP复合材料的面外性能较低,特别是冲击阻抗和冲击后剩余强度较低,而冲击损伤对结构中的损伤几乎是不可避免的,其损伤源头多种多样,如砂石、低速撞击、工具跌落、冰雹等。即使冲击不会导致明显的损坏,但复合材料的抗压强度也会受到损害。
 
    这些意外冲击的结果是,复合结构中可能会发生诸如基体开裂,分层,剥离和纤维断裂之类的损坏。现代复合材料在结构设计和评估阶段,冲击后的压缩剩余强度试验是最为重要的试验之一。大连义邦Xantu.Layr纳米纤维增韧膜与环氧树脂相结合,是一种很好的改善碳纤维热固性树脂基(复材)抗冲击增韧材料,可用于改善冲击后压缩强度。
    在图中的实验中,使用16层由SE70/VRC/200/400/35+/-3% UD碳纤维预浸料与Xantu.Layr纳米纤维增韧膜形成的层压板进行CAI测试,(Xantu.Layr纳米纤维增韧膜符合 ASTM D7136/D7136M 和ASTM D7137/D7137M标准)。
    由此实验结果可以看出,预浸料与Xantu.Layr纤维膜形成的层合板CAI在一系列冲击能量下得到了很大的提高。添加了纳米纤维膜层合板可接近30J CAI强度,而没有添加的复合板CAI仅有10J,充分证明了纳米纤维膜可提高层压板冲击后的压缩强度。
 
    另外CAI强度的提高是因为热固性树脂基中使用了大连义邦纳米纤维膜,基材中的裂纹因纳米纤维膜而偏移,增加了裂纹扩展所需的能量。同时纳米纤维膜对纤维连接,脱粘和拉出同样具备增加裂纹断裂所需能量的能力,降低整体损伤阻抗和损伤容限的改进,从而提高CAI的强度。
 
 
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