分层方式I 分析薄针玻璃纤维复合材料的分析

科学领域:

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• 机械工程 机械工程
• 复合材料 复合材料 复合材料

背景情况:

• 分层是层状复合材料的关键故障模式,通常由层间矩阵裂纹开始.
• 传统的透厚增强方法,如3D编织,由于成本和复杂性,面临着工业采用挑战.
• 需要可访问和有效的间层增强策略.

研究的目的:

• 研究穿透厚度作为一种替代方法,用于提高玻璃纤维复合材料的Mode-I分层阻力.
• 评估不同架构对层间断裂性的影响.
• 评估由于接而导致的机械性能潜在的权衡.

主要方法:

• 使用环氧注入系统和双轴面料制造玻璃纤维复合材料.
• 引入使用不同纵向图案 (AV,BV,CV) 的聚乙烯线进行穿透厚度接.
• 使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行实验测试,以确定模式I介层断裂性 (G_IC) 和微结构分析.

主要成果:

• 与未合的复合材料相比,接显著增加了Mode-I间层断裂性 (G_IC).
• G_IC值从0.0265 kJ/m² (未合) 增加到0.3808,0.4152和0.5192 kJ/m^{2对AV,BV和CV合的样本,分别.}
• 在 SEM 检测中,发现本地化纤维错位 (高达 33 度) 和本样本中的树脂丰富区域.

结论:

• 通过厚度接有效地提高了玻璃纤维复合材料的Mode-I分层阻力.
• 增强的程度受到针方向和间距的影响.
• 虽然提高了分层抗性,但接可能会引入局部缺陷,影响其他机械性能.