縫合編織復(fù)合材料低速?zèng)_擊及沖擊后彎曲性能研究.pdf

1、縫合編織復(fù)合材料，是指將層疊在一起的編織片進(jìn)行縫合、固化所得到的復(fù)合材料。它將編織工藝與縫合技術(shù)結(jié)合起來(lái)，是一種性能優(yōu)異的新型結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，具有廣闊的發(fā)展前景。目前關(guān)于縫合編織復(fù)合材料低速?zèng)_擊及沖擊后力學(xué)性能的研究比較少，主要側(cè)重于縫合連接三維編織材料拉伸、彎曲性能的研究，因此有必要對(duì)其沖擊破壞行為進(jìn)行試驗(yàn)研究和理論分析。
　　本課題以四種縫合編織復(fù)合材料為研究對(duì)象，進(jìn)行低速?zèng)_擊及沖擊后彎曲實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)碼相機(jī)和體視顯微鏡對(duì)材料的損

2、傷分布與斷面特征進(jìn)行觀察，分析不同組成結(jié)構(gòu)的縫合編織復(fù)合材料（編織單片結(jié)構(gòu)和厚度）的損傷特征、分布，研究其沖擊后的剩余彎曲性能，探討不同沖擊能量下縫合編織復(fù)合材料的抗沖擊性能，為進(jìn)一步研究縫合編織復(fù)合材料的低速?zèng)_擊性能提供參考。
　　試驗(yàn)研究和分析結(jié)果表明:
　　1、在3.2J/mm的沖擊能量作用下，縫合編織復(fù)合材料的沖擊損傷模式主要為基體開(kāi)裂、裂紋，且沖擊作用確實(shí)給試樣的彎曲性能造成消極影響，其中相比于彎曲強(qiáng)度，彎曲模量對(duì)

3、沖擊損傷更加敏感。在縫合編織復(fù)合材料中，縫合線能夠阻礙其損傷擴(kuò)展，從而減小其沖擊損傷范圍，降低沖擊后彎曲性能損失率，提高沖擊損傷容限。
　　2、相同組成結(jié)構(gòu)的縫合編織復(fù)合材料有相似的沖擊載荷-時(shí)間曲線、沖擊能量-時(shí)間曲線。在相似的初始沖擊能量下，縫合三維四向編織片的沖擊能量吸收率比縫合三維五向編織片大，即從能量的角度來(lái)看，前者的抗沖擊性能較差。
　　3、縫合編織復(fù)合材料的彎曲載荷-位移曲線呈雙線性特點(diǎn)，即在彎曲加載的初始階段

4、保持彈性變形，但其破壞呈脆性特征。在彎曲試驗(yàn)中，試樣的樹(shù)脂基體裂紋主要分布在編織片內(nèi)部，卻很少產(chǎn)生在相鄰編織片之間的樹(shù)脂層內(nèi)，尤其是承受最大層間剪切應(yīng)力的試件中性面中沒(méi)有出現(xiàn)任何明顯的損傷。
　　4、不同組成結(jié)構(gòu)的縫合編織復(fù)合材料的沖擊損傷形態(tài)和損傷擴(kuò)展方式各不相同。由于軸向纖維的加入，縫合三維五向編織材料的沖擊損傷更傾向于沿著試樣的長(zhǎng)度方向擴(kuò)展，且其彎曲模量、彎曲強(qiáng)度以及沖擊損傷容限均大于縫合三維四向編織材料，但彎曲變形能力降低