碳纤维夹芯板材的损伤模式分析

  碳纤维夹芯板是采用碳纤维复合材料板与夹芯材质经过胶粘的方式复合而成的板材,具有轻质高强、隔热性能好、电磁屏蔽性能好等众多优势,为了探究其在损伤后内外部损伤形态以及碳纤维面板的剪切强度,采用不同的能量水平的落锤冲击试验进行测试。

  在对碳纤维增强复合材料夹芯板损伤模式进行研究的过程中,可以看出纤维增强树脂复合材料的主要结构类型中有三种不同的损伤模式,即纤维断裂、界面脱粘、分层损伤。

碳纤维夹芯板

  一、纤维断裂

  纤维断裂与界面脱粘模式都属于碳纤维复合材料面板的损伤,可划分为碳纤维夹芯板的内部损伤模式。分层损伤模式可以根据产生的方向与层间不同,被划分到夹芯板的层间损伤模式。

  二、界面脱粘

  界面脱粘主要存在于树脂基质、碳纤维方向和各层间之间。主要是由于材料的粘接性不强,或者增强材料与粘接材料之间的性能不匹配受到拉伸作用、压缩作用或者剪切作用时,材料受到的荷载力增大导致内部层间的粘性失效。当基质的粘性降低或者碳纤维强度增加时,材料本身所受的力会出现明显的形变,从而导致界面脱粘的现象。

  三、分层损伤

  碳纤维夹芯板的分层是指其在受到外力的作用下,不同的层级之间产生粘接失效导致的分离现象。碳纤维夹芯板受到剪切外力的作用时,碳纤维复合板产生损伤性的裂纹,而在受到强烈的冲击以及弯曲载荷过载之后,会出现板材的分层损伤。

碳纤维夹芯板

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