铺层参数对层间剪切强度的影响.pdf

《铺层参数对层间剪切强度的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、专题sPEc

2、ALToPIc铺层参数对层间剪切强度的影响EffectsoftheLaminateStackingParameterontheInterlaminarShearStrength中航复合材料有限责任公司梁恒亮陈静中航工业第一飞机设计研究院任远春【摘要】本文通过短梁剪切试验法对不同铺层参数的层间剪切强度测试，利用测试的层间剪切强度和分层面积两者比值来检验铺层参数优化的效果。结果表明，对于薄壳类零部件来讲，[“50／o。／．450／900／+45。]。的铺层参数得到较高的层间剪切强度和较小的分层面积。关键词：短梁剪切试验铺层角度铺层顺序层间剪切强度分层lABSTRACTJBythesh

3、ort—beamsheartestingmethod，achangeoftheinterlaminarshearstrengthduetothedifferentlaminatestackingangleandsequenceisdis—cussed．Theratiobetweentheinterlaminarshearstrengthoflaminatesandthesizeofthedelaminationcandiscovertheoptimizationofthedesignofthelaminateparameter,theresultdemonstrates：thepreferab

4、leinterlaminarshearstrengthandthesmallsizeofthedelaminationisobtainedbythelaminatestackingparameter：[+450／0。／-450／900／_H5。]；．Keywords：Short-beamsheartestingmethodLaminatestackingangleLaminatestackingsequenceInterlaminarshearstrengthDelamination复合材料由于具有比强度、LL厉JU度大和可设计性强、良好的抗疲劳损伤性能和耐腐蚀性能等优点，而广泛应用于航空航天

5、部件中，复合材料部件的应用比例和范围日益增加，现已成为四大航空材料之一U-21。但是复合材料层压板抵抗层间应力的能力较差，尤其对于薄壳类层压板构件，层间分层将会严重降低层压板的刚度和强度，是复合材料层压板破坏或失稳的重要原因[I-21。利用复材的铺层优化来提高复合材料的层间强度即层间抵抗分层破坏的能力是可行的，同时也体现了复合材料独特可设计性的特点。复合材料的优势之一是材料具有可设计性⋯。因此，可通过设计和优化复合材料层压板各铺层参数——铺层角度和铺层顺序来获取较高的复合材料层间剪切强度，以期达到避免或减缓层间分层破坏的目的。本文通过对不同铺层参数的玻璃钢复合材料层压板采用短粱剪切试验测试，分

6、析了层间剪切强度和分层面积大小，并通过对比为一些要求层间强度较高和出现分层后78航空制造技术·2014年第15期能阻止分层扩展的构件提供了基本工艺经验，同时对其他树脂和纤维的复合材料构件也具有参考价值。1实验部分1．1原材料试验树脂基体材料为BA9913环氧树脂(北京航空制造工程研究所研制)，增强材料为SW220缎纹布(南京玻璃钢研究所)，单层厚度0．2mm，面密度为2209／m2，SW220／BA9913预浸料(北京航空制造工程研究所制备)’树脂含量38％～42％，幅宽1000mm。1．2工艺制备各试样的铺层设计参数中：铺层角度为通用角度一0。、90。、+45。、一450，具体见表1。测试预

7、浸料性能的试样为对称层合板，成型工艺采用零吸胶常温加压的真空袋一热压罐成型，固化工艺见图1。1．3测试条件根据标准JC／T773—92进行层间剪切强度测试，根据不同试样的厚度调节跨距，以减小因厚度不同带来的误差；试验采用位移控制连续加载(Z100电子万能材料试验机)，加载速度2mm／min，一组试验试样为7个，层间剪切试验夹具跨距为5倍试件厚度；测试环境为试验温度(22±1)℃，环境湿度为(28±3)％；利用3DFAMILY影像测量仪测其分层面积，精度为0．001mm×0．001mm，见图2。1．4计算公式【3】层间剪切强度按式(1)计算：3Pt2丽式中：L为层间剪切强度，MPa；P为试样破坏

8、时的最大载荷，N；b为试样宽度，mm；h为试样宽度，mm。2结果与分析2．1试样破坏通过样件破坏状态，均为合理的层间剪切破坏形式即为层间单剪切破坏形式、多层剪切破坏和剪切拉伸破坏其中之一14】。2．2试验结果复合材料构件制造技术表1各批样件的铺层参数1【+45。，__45。]3s2【+45。k3[(“50／-450)2／0。／90。】s4【-450】k5【--45。／0。I+45。190。／．-4