多向GFCF混杂复合材料拉压力学性能研究.pdf

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1、第42卷，第l2期工程塑料应用Vol·42·N。·12D752014年12月ENGINEEPINGPLASTICSAPPLICr10Nec．2014一doi：lO．39690．issn．1001—3539．2014．12．017多向GF／CF混杂复合材料拉压力学性能研究徐欢欢，李晨，古兴瑾(南京航空航天大学航空宇航学院，南京210016)摘要：采用工程上常用的铺层角度，设计7组不同的铺层方式，通过拉伸与压缩实验研究了多向玻璃纤维(GF)／碳纤维(CF)混杂复合材料的拉伸和压缩性能，得到了拉伸与压缩过程中力一位移曲线图及相应的破坏形貌。提出了铺层角度混

2、杂比(CF相对体积分数)的概念，研究了不同铺层角度的混杂比对复合材料拉伸和压缩性能的影响。结果表明，多向纤维混杂复合材料的拉伸与压缩性能与总混杂比无明显关系，而与不同铺层角度各自的混杂比有关。其中，O。铺层混杂比对其影响最大，90。铺层混杂比影响最小，±45。铺层混杂比的影响介于两者之间。当0。铺层混杂比为100％时，复合材料的拉仲与压缩性能最高，拉伸破坏表现为一次破坏，破坏时层间分离的程度最低；当0。铺层混杂比低于100％时，复合材料的拉伸破坏表现为二次破坏。复合材料的压缩破坏大多表现为一次破坏，且在破坏时GF的破坏大多表现为“屈曲失稳”的形式，从

3、而减缓了CF的脆性断裂程度。关键词：多向混杂复合材料；混杂比；铺层角度；拉伸；压缩中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1001．3539(2014)12．0075．05TensileandCompressionPropertiesofMulti-directionalCarbon／GlassFiberHybridCompositeXuHuanhuan，LiChen，GuXingjin(CollegeOfAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nan

4、jing210016，China)Abstract：Sevengrouplay-upmeansweredesignedusingcommonlay—upangleininengineeringandthetensileandcompressionpropertiesofmulti—directionalhybridcompositesreinforcedbyglassfiber(GF)andcarbonfiber(CF)weregained，theforce—displacementcurvesandcorrespondingdamagemorpho

5、logyweregotbyexperimentalresearch．Aconceptionoflay—upanglehybridratioftherelativevolumefractionofCF)wasproposedandtheinfluencesofdiferentlay—upanglehybridratioonthetensileelasticmodulus，tensilestrength，compressionelasticmodulusandcompressionstrengthofthecompositeswerealsostudie

6、d．Theresultsshowthatthetensileandcompressionpropertiesofthecompositeshavelittlerelationwiththetotalhybridratio．butarerelatedtotheanglehybridratio．Amongwhich。the0。hybridratioafectsthepropertiesthemostwhile90。hybridratiotheleast，45。hybridratioisbetweenboth．Whenthe0。hybridratiorea

7、ches100％．boththetensileandcompressionpropertiesofthecompositesshowthebest，it’sfracturemodeisdisposabledamageanddelaminationisnotthemostobvious．Whenthe0。hybridratioislowerthan100％，thetensilefailuremodeturnsouttobeasecondarydamage．Mostofthecompressionfailuremodesaredisposabledama

8、ge．ThefractureofmostGFisbucklingsothatthebrittlefractu