碳纤维PMI泡沫夹芯复合材料具有比强度高、承载大、疲劳性能好、有较高的声振疲劳极限、隔热隔音性能突出，并且大大提高了结构刚度，目前在航空、航天和建筑等领域得到大量的应用。本文将通过三点弯曲实验研究碳纤维/PMI泡沫夹芯复合材料的弯曲性能以及破坏机理。

　　试验用PMI泡沫芯材采用ROHCELL PMI71S，厚度为12mm，蒙皮采用T700碳纤维预浸料，其铺层顺序为[45°/-45°/0°/90°/0°]s。蒙皮厚度为1.5mm，试件长度为340mm，两支点距离300mm。按照国标三点弯曲方法进行加载试验，试验结果可以看出试件发生了弯曲变形，并且初始裂纹发生在界面胶接处以下（1-1.5)mm处左右，然后裂纹沿着平行于界面的方向稳定发展，随后芯层发生剪切破坏，大约与面板呈45°方向，最后在下表面的界面处开裂。试件的损伤破坏主要是泡沫的压缩失效和剪切失效。由于压缩失效受到上下面板的限制作用，所以损伤不扩展，疲劳的最终破坏是由剪切应力决定的，这点从试件的破坏断口图上可以看出。

　　通过试验曲线观察，随着载荷的增加，位移逐渐变大，达到最大载荷后试件断裂。通过三点弯曲数值模拟仿真计算，得到了碳纤维泡沫夹芯复合材料的弯曲载荷为1.701kN，而试验结果为1.6kN，理论计算与试验结果相差6.31%，由此可见数值模拟泡沫夹芯复合材料具有一定的准确性，可以用于泡沫夹芯复合材料弯曲破坏载荷的预估计算。

　　采用ABAQUS软件损伤子程序对泡沫夹芯复合材料进行数值模拟，碳纤维/PMI泡沫夹芯复合材料在弯曲载荷下的弯曲载荷与试验结果相差仅6.31%，因此该方法可以用于泡沫夹芯复合材料弯曲破坏载荷的预估计算。累积损伤扩展仿真结果显示，夹芯结构首先发生芯层压缩失效，然后才是剪切失效，结构最后的破坏是由剪切失效引起的，损伤扩展过程与试验保持一致，该仿真方法可以用于对泡沫夹芯复合材料损伤扩展的研究。

　　阅读延伸：《碳纤维PMI泡沫夹芯板不同生产工艺对性能的影响》