基于纤维束增强树脂基复合材料测试的单向层合板层间剪切性能的预估方法

李稳陈蔚汤立群蒋震宇刘泽佳刘逸平 · 2018

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纤维束增强树脂基复合材料

期刊名称：

复合材料学报 2018 年 10 期

摘要：

纤维束增强树脂基复合材料及其单向层合板在标准Iosipescu剪切实验中表现出非常相似的破坏特征,然而测量得到的剪切强度却有明显差异。本文使用两种碳纤维和两种环氧树脂制备了三种纤维束增强树脂基复合材料和单向层合板,对纤维束增强树脂基复合材料剪切强度和单向层合板层间剪切强度进行了测量与分析。应用界面单元方法分析了纤维束与基体之间的界面应力场,发现纤维束增强树脂基复合材料剪切试件中纤维束/基体界面附近的应力状态为拉剪耦合,而单向层合板中界面处于纯剪切应力状态,这一差异导致纤维束增强树脂基复合材料剪切实验测量的强度低于单向层合板的剪切强度。本文基于Yamada-Sun强度理论建立了纤维束增强树脂基复合材料剪切强度与单向层合板剪切强度之间的关系模型,应用该模型预测的单向层合板剪切强度与实测强度之间达到良好的一致性,相对偏差为10%左右。根据本文提出的方法,通过制样较为简单的纤维束增强树脂基复合材料试验能够预测和评估相应单向层合板的层间剪切性能。