单丝定向铺放机针刺伤对复合材料力学性能的影响

• 作者: 刘婷 吕凯明 燕春云 王怡敏 王永利 高志成
• 来源期刊: 高科技纤维与应用
• 学科: 工学
• 关键词: 单丝定向铺放 真空辅助模塑成型 碳纤维 机针刺伤
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 实验报告
• 页码范围: 22-27
• 页数: 6页
• 分类号: TQ392
• 字数: 2088字
• 语种: 中文

摘要

为研究单丝定向铺放机针刺伤对复合材料板材力学性能的影响,本文以碳纤维和环氧树脂为增强材料和基体树脂,根据实际生产中出现的机针刺伤从低到高逐渐变化,设计制备了五种不同机针刺伤等级的预制体,并利用真空辅助模塑成型工艺(VARI)制备复合材料板材.通过测试材料截面C扫图,以及拉伸和压缩性能,结合断裂截面SEM图,分析机针刺伤对复合材料板材力学性能的影响机理.结果表明:当针距为10 mm单次缝合时,刺伤程度最小,材料拉伸断裂时纤维抽拔较多,材料拉伸强度和压缩强度最低.当针距由10 mm减小至8 mm时,缝合针数增加,刺伤程度增加,拉伸断裂时纤维抽拔减少,拉伸强度提升约30％,拉伸模量提升10％;压缩断裂截面基体破损减少,压缩强度提升了20％,压缩模量提升25％;当针距减小至4 mm时,复合材料的拉伸性能和压缩性能变化很小;当针距不变,缝合次数增加1倍时,复合材料的拉伸强度及拉伸模量变化均低于5％,压缩强度基本不变,压缩模量下降5.7％.在保证材料尺寸稳定及机针刺伤对预制体力学性能的前提下,选择8 mm针距有助于提高生产效率.