铺放参数对复合材料厚度方向力学行为影响

• 作者: 蔡立成 钱诗梦 汪海晋 丁会明 徐强
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 自动铺放 复合材料 工艺参数 面外拉伸 厚度方向
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 材料工程与机械制造
• 页码范围: 381-391
• 页数: 11页
• 分类号: V258+.3
• 语种: 中文

摘要

为了探究铺放工艺参数的变化对复合材料厚度方向力学行为的影响,通过面外拉伸实验分析了铺放压力与铺放温度对复合材料厚度方向面外拉伸强度与拉伸模量的影响,并对不同铺放工艺的试件失效模式进行了分析.试验结果表明,增大铺放压力会减小层间富树脂区厚度,使复合材料面外拉伸强度不断增大,当铺放压力为0.225 MPa时取得实验组最大值,与铺放压力0.075 MPa相较强度提升约13.1％,失效模式由纤维断裂与纤维层剥离的组合转变为纤维断裂;铺放压力的进一步增大会挤压层间树脂,改变树脂富集形态,使面外拉伸强度下降,剥离失效模式再度出现.实验用复合材料的适宜铺放温度为30℃,过高的铺放温度会导致孔隙率的上升,使复合材料的面外拉伸强度严重下降,裂纹扩展失去规律性;与铺放温度25℃相比,铺放温度为45℃时复合材料面外拉伸强度下降达19.2％,失效模式由纤维断裂与纤维层剥离的组合失效转化为单一的纤维层剥离失效.