马欢
, 朱有欣
MA Huan, ZHU Youxin
文献标识码: TB332
文章编号: 1005-3093(2018)05-0348-09
通讯作者:
收稿日期: 2017-04-26
网络出版日期: 2018-05-25
版权声明: 2018 《材料研究学报》编辑部 《材料研究学报》编辑部
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作者简介:
作者简介 马 欢,女,1990年生,硕士生
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摘要
使用[0°/0°/0°]T、[45°/0°/45°]T两种铺层角度将碳纤维经面缎纹织物、碳纤维平纹织物预浸料、不同面密度芳纶纬编双轴向织物(MBWK)三种增强材料混杂铺层,制备出厚度为1.30 mm的复合材料头盔壳体用超薄层合板。测试分析了层板冲击后的压缩性能,用C扫描超声波检测仪测试了层合板冲击损伤图像,使用Image Pro Plus图像分析软件计算出不同冲击条件下的超薄层合板冲击损伤面积,研究了增强体结构类型、铺层角度对超薄复合材料层合板冲击后压缩性能的影响。结果表明,使用铺层角度为[45°/0°/45°]T的增强体结构可抑制层板沿纤维方向的冲击损伤裂纹的扩展,但是冲击点损伤破坏严重;纬编双轴向织物的面密度越大,则层板冲击后的凹坑深度越小。与其他铺层结构相比,当铺层角度为[0°/0°/0°]T时底层为碳纤维预浸料、中间层纬编双轴向织物面密度为630 g/m2、面层为碳纤维经面缎纹织物的复合材料超薄层板的冲击损伤面积与凹坑深度均最小,分别为225.28 mm2、0.16 mm,其剩余冲击后压缩强度达到最大值97.43 MPa,压缩强度保持率75.72%。这种结构,具有优异的冲击后压缩性能。
关键词：
Abstract
Ultra-thin composite laminates of 1.30 mm for making helmet were fabricated by 5-harness satin weave cabon fiber fabric, plain weave carbon fiber prepreg and kevlar multilayered biaxial weft knitted (MBWK) fabric with different areal weight. The stacking sequence were [0°/0°/0°]T and [45°/0°/45°]T. The composite laminates were subjected to given drop hammer impacts and then the mechanical property of compression after impact (CAI) was measured and analyzed. The impact damage was assessed subsequently by coupled ultrasound scanner and the damage area was calculated by image analysis software of Image Pro Plus, and the influence of reinforcement, stacking sequence on CAI were investigated. It is observed that reinforcement with [45°/0°/45°]T could restrain the propagation of crack along the fiber direction, nevertheless, the impact point of laminates was seriously damaged. And the dent depth was smaller with the increasing areal weight of MBWK fabric. Compared with other structures, the ultra-thin composite laminate, prepared with stacking sequence of [0°/0°/0°]T, bottom layer of carbon fiber prepreg, the middle layer of MBWK fabric and the top layer of 5-harness satin carbon fabric, presented the smallest damage area and dent depth i.e. 225.28 mm2 and 0.16 mm respectively, correspondingly the residual compressive strength reaches the maximum of 97.43 MPa and the compressive strength retention rate was 75.72%. It follows that this reinforcement structure exhibits excellent compresion performance after being subjected to drop hammer impact effect.
Keywords：
为了使飞行员适应高超声速和高机动性等复杂高空环境下的作战要求,将通讯、多目标瞄准及头部显示等多种功能单元与头盔壳体集成于一体,是当代国内外飞行员用高性能头盔研发的重要内容。传统较重的玻璃钢头盔易使高速飞行过程中飞行员头部负荷过大,不能满足高强度战备执勤、军事训练及现代战争的需要。因此,进一步减轻飞行员头盔壳体的质量已成为航空装备工业亟待解决的问题。
碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量等优点,但是其性脆。芳纶纤维的韧性好、密度低。影响复合材料冲击性能的直接因素是材料的韧性,纤维混杂是增强复合材料增韧的有效方法[1]。使用碳纤维/芳纶纤维混杂结构,可制备出质轻高强度的头盔壳体用复合材料[2,3]。目前国内外学者对纤维混杂复合材料头盔壳体进行了较深入的研究,主要是头盔冲击性能[4,5]、复合材料层板冲击后压缩应变分析[6]、复合材料头盔壳体结构设计[7]。Campbell等[8]分析了纤维搭接铺层及热成型工艺制备内层为芳纶纤维外层为碳纤维的头盔成型性,结果表明：在使用碳/芳纶纤维的头盔成型过程中调整成型张力可降低头盔边缘厚度并减少织物褶皱。Jeremy等[9]研究了碳/芳纶纤维夹层结构层板冲击及冲击后压缩性能,发现芳纶纤维的引入提高了夹层结构复合材料最大冲击载荷和吸收能量和冲击后压缩强度。铺层方式对碳/芳纶纤维复合材料冲击强度的影响很大,芳纶纤维层可提高吸能能力与碳纤维之间呈现正的混杂效应[10,11]。Grujicic等[12]研究了铺层碳/芳纶纤维的铺层顺序以及层数对冲击性能的影响,结果表明：当厚度固定时层合板的铺层顺序和铺层层数对层板的冲击能力影响很大,层合板内含一层芳纶纤维复合材料和一层碳纤维增强复合材料且碳纤维层在外表面的层板,其抗冲击破坏能力最高。黄英等[13]分析了玻璃/芳纶织物交替铺层时层合板的应力特征与损伤状况,以及面层、底层与中间层材质变化时冲击损伤与层合板的应力的关系、铺层角变化时层合板的损伤特征。结果表明,为了提高复合材料层合板的抗弹能力,应该使用混杂铺层、铺层角的错配方式,将芳纶纤维作为中间层可提高复合材料的抗冲击性能。Fuernschuss 等[14]将碳纤维头盔壳体按不同的铺层方式铺覆固化成型,发现适当的铺层方式有利于提高头盔四个部位的冲击性能。王燕杰等[15]使用有限元方法分析了碳/芳纶混杂的头盔固化变形性,并选用3J能量对混杂复合材料头盔进行冲击实验。结果表明,与纯碳复合材料相比,碳/芳纶混杂纤维复合材料变形性和抗冲击性能更好。本文选用碳纤维平纹织物预浸料、芳纶纬编双轴向织物、碳纤维经面缎纹织物层间混杂按[0°/0°/0°]T、[45°/0°/45°]T铺层角度制备1.30 mm超薄复合材料层合板,分析层合板低速冲击损伤机理及冲击后压缩性能。
碳纤维平纹织物预浸料较薄,其所增强复合材料质轻。纬编双轴向织物中的衬经衬纬纱分别呈彼此平行顺直排列状态,衬经衬纬成90°交叉垂直。五枚三飞碳纤维经面缎纹织物刚度较大,织物经浮长线长使织物具有优异的变形性。因此,本文使用的层合板用原材料包括：3011型碳纤维平纹织物预浸料,3K碳纤维,威海光威复合材料公司生产;三种面密度芳纶纬编双轴向织物;五枚三飞碳纤维经面缎纹织物,3K碳纤维;JL-155型环氧树脂,室温下密度1.13 g/cm3,环氧值为0.83 mol/100 g,JH-196型胺固化剂,活泼氢当量为49 g/eq,树脂浇注体的冲击强度为21.9 Kj/m2。层合板用原材料参数列于表1。
表1 层合板用原材料参数
Table 1 Parameters of materials for composite laminates
| Parameters | Prepreg | MBWK | Satin of fabric | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Specifications | 3011-plain | - | - | - | 5-harness satin |
| Areal weight/g·m-2 | 240 | 630 | 570 | 330 | 275 |
| Thickness/mm | 0.175 | 0.85 | 0.75 | 0.50 | 0.40 |
| Warp density/ends·10 cm-1 | 90 | 47 | 47 | 47 | 70 |
| Weft density/ends·10 cm-1 | 90 | 47 | 47 | 45 | 70 |
| Resin weight content/% | 40 | - | - | - | - |
为了满足头盔壳体沿轴向性能高的性能要求,本文设计[0°/0°/0°]T、[45°/0°/45°]T两种铺层角度,选用碳纤维平纹织物预浸料、芳纶纬编双轴向织物、碳纤维经面缎纹织物三种增强体,设计了共8种不同结构的层合板。层合板铺层结构设计如表2所示。P-预浸料,M-纬编双轴向织物,S-碳纤维经面缎纹织物;下标0、45分别表示0°和45°铺层角度。
表2 层合板铺层结构设计
Table 2 Design of structural for composite laminates
| Specimens | Materials | Stacking sequence | Thickness/mm |
|---|---|---|---|
| P0630MS0 | Prepreg-630 g·m-2 MBWK- Stain of fabric | [0°/0°/0°]T | 1.30 |
| P45630MS45 | [45°/0°/45°]T | 1.30 | |
| P0570MS0 | Prepreg-570 g·m-2 MBWK- Stain of fabric | [0°/0°/0°]T | 1.30 |
| P45570MS45 | [45°/0°/45°]T | 1.30 | |
| S0630MS0 | Stain of fabric-630 g·m-2 MBWK- Stain of fabric | [0°/0°/0°]T | 1.30 |
| S45630MS45 | [45°/0°/45°]T | 1.30 | |
| S0330MS0 | Stain of fabric-330 g·m-2 MBWK- Stain of fabric | [0°/0°/0°]T | 1.30 |
| S45330MS45 | [45°/0°/45°]T | 1.30 |
采用树脂传递模塑(RTM)成型工艺制备头盔复合材料层合板。将增强体在50℃恒温条件预热2 h,依次铺入380 mm×180 mm×1.3 mm模具中进行压实,对模具进行气密性检测。JH-155树脂与JH-196固化剂按3:1混合配置,RTM在注胶压力1.3 MPa、注胶温度45℃工艺下对模具注胶。RTM工艺固化温度和时间为90℃×2 h+120℃×1 h+150℃×4 h+170℃×1 h。层合板纤维的体积含量为(55±2)%。
使用Instron 9250HV落锤冲击试验仪进行冲击实验,落锤质量6.50 kg,冲头直径12.70 mm,冲头底端为半球状。冲击试验仪安装了防二次冲击的气动回弹保护装置,冲击夹具如图1a所示。实验参考标准ASTM D7136,试样尺寸为150 mm×100 mm×1.30 mm,单次冲击,冲击能量与试样厚度比值为3.00 J/mm,冲击面均为碳纤维经面缎纹织物。
图1 冲击和冲击后压缩夹具图
Fig.1 Fixture diagram for impact (a) and compression after impact (b)
使用AG-250KNE型万能试验机进行冲击后压缩实验,试验量程为20 kN,载荷测量精度为所选量程的±0.1%,位移精度±0.1 mm。实验参考标准为ASTM D7137,压缩加载速度为1.25 mm/min,压缩实验夹具如图1b所示。
[0°/0°/0°]T、[45°/0°/45°]T两种铺层角度是影响冲击结果的重要因素,图2给出了层合板两种铺层角度载荷-位移和载荷-时间曲线图。图2a、b中的冲击载荷-位移曲线,在初始阶段均由于冲击试样与仪器的惯性效应产生锯齿形变化;由于芳纶纤维断裂伸长率高,纤维韧性好,在冲击损伤中混杂层板破坏缓慢。因此八种层板渐进损伤较为平缓,载荷-位移曲线平滑上升;载荷达到某一值时层合板内部发生复杂裂纹扩展变化,层板应力重新分布,出现不同程度的损伤,直至冲头离开。不同的是,[45°/0°/45°]T铺层角度的层板冲击载荷达到最大值时载荷迅速下降,冲击进入持续阶段。
图2 两种铺层角度冲击载荷-位移图和载荷-时间图
Fig.2 Impact force-deflection curves (a, b) and impact force-time curves (c, d) of two lamination sequence. (a, c) [0°/0°/0°]T stacking sequence, (b, d) [45°/0°/45°]T stacking sequence
图2c、d中的冲击接触力加载初始阶段曲线较为光滑,总体卸载阶段,冲头开始反弹层板内部损伤不再扩展。图2c中的载荷-时间曲线近似左右对称,充分体现层板承受冲击载荷以弹性变形为主;图2d中层板在最大载荷处波动最剧烈,说明层板内部损伤扩展在这期间最迅速。图2d层板[45°/0°/45°]T铺层角度载荷达到最大时下降迅速,冲击接触力随着时间的延长出现了下降的趋势,此时层板内的损伤主要是基体开裂,冲击背面出现较严重的分层损伤;随后冲击进入持续阶段,曲线出现一定的波动,层板刚度减小主要是冲击点附近局部损伤的发展引起的。[0°/0°/0°]T铺层角度曲线较为平滑,冲击损伤扩展主要是沿纤维方向的基体开裂。层板两种铺层角度的冲击背面损伤模式,如图3所示。增强体[0°/0°/0°]T铺层角度破坏形貌,为基体产生的裂纹并伴有纤维沿轴向的断裂损伤;[45°/0°/45°]T铺层角度的主要破坏形貌,为纤维沿±45°方向的断裂并分层,背面近似菱形。
图5给出了层合板试样的损伤长度与损伤宽度。同种增强体[0°/0°/0°]T铺层试样损伤长度大于[45°/0°/45°]T铺层损伤长度,增强体P630MS损伤长度18.160>14.9845,高出21.23%,而损伤宽度7.110<7.5345;P570MS层板[0°/0°/0°]T损伤长度22.63 mm,较层板[45°/0°/45°]T铺层角度损伤长度提高37.21%,而损伤宽度9.740<11.8445;S630MS层板[45°/0°/45°]T损伤长度15.79 mm,比层板[0°/0°/0°]T铺层角度损伤长度降低了23.31%,而损伤宽度关系9.210<11.0545;S330MS层板[45°/0°/45°]T损伤长度20.26 mm,较层板[0°/0°/0°]T铺层角度损伤长度降低37.67%,而损伤宽度关系12.110<13.9545。损伤的尺寸,表明了试样损伤裂纹的扩展程度。图4给出了P45570MS45层板载荷-时间曲线和能量-时间曲线。图4体现了最大载荷对应的能量以及最大能量值(其他铺层材料载荷时间-能量时间具有类似规律),冲击载荷峰值所对应的能量Ei是试样形成分层所吸收的能量,剩余能量Er为分层所需的能量[16],冲击期间的最大吸收能量为Emax。由表3可知,最大能量Emax接近恒定。四种体系材料所对应的0°载荷峰值能量Ei高出45°Ei值依次为8.59%、20.05%、18.14%、19.87%,即[0°/0°/0°]T达到最大载荷时所吸收的能量更高,裂纹扩展严重。表3中[45°/0°/45°]T交叉铺层层板Er高于增强体[0°/0°/0°]T铺层,因此冲击点分层严重。由图5可见,四种增强材料交叉铺层损伤裂纹长度比[0°/0°/0°]T铺层依次降低44.78%、37.21%、23.30%、37.66%。因此[45°/0°/45°]T交叉铺层抑制了裂纹的扩展,与文献[17]铺层角的错配可偏转冲击裂纹的扩展方向的结论一致。
图4 P45570MS45层板载荷-时间、能量-时间对应图
Fig.4 A typical force -time curve and the corresponding energy - time curve for laminate P45570MS45
图5 层板冲击损伤长度、损伤宽度、损伤面积及凹坑深度
Fig.5 Damage length (a), damage width (b), damage area (c) and dent depth (d) of impact for composites laminates
表3 8种层板峰值能量、最大能量、残余能量对应关系
Table 3 Relationship of peak energy、maximum energy and residual energy for all laminates
| Energy parameters | Peak energy, Ei/J-1 | Maximum energy, Emax/J-1 | Residual energy, Er/J-1 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Reinforcement | [0°/0°/0°]T | [45°/0°/45°]T | [0°/0°/0°]T | [45°/0°/45°]T | [0°/0°/0°]T | [45°/0°/45°]T | ||
| P630MS | 4.04 | 3.69 | 4.41 | 4.36 | 0.37 | 0.67 | ||
| P570MS | 4.40 | 3.52 | 4.51 | 4.73 | 0.11 | 1.21 | ||
| S630MS | 4.24 | 3.47 | 4.60 | 4.37 | 0.36 | 0.89 | ||
| S330MS | 4.11 | 3.29 | 4.33 | 4.52 | 0.23 | 1.23 | ||
实验中使用面密度为630 g/m2、570 g/m2、330 g/m2三种规格MBWK织物。层板承受一定能量的冲击,冲击正面均能观察到凹坑,凹坑深度参数在图5中给出。铺层角度为[0°/0°/0°]T时,P630MS、S630MS、P570MS、S330MS增强体的凹坑深度0.16<0.29<0.34<0.42 mm;而层板铺层角度[45°/0°/45°]T,对应四种增强体的凹坑深度关系依次为0.19<0.21<0.29<0.55 mm。由此可见,增加中间层织物的面密度可提高层合板的冲击性能,面密度为630 g/m2 MBWK织物增大了复合材料层合板的冲击损伤阻抗。另一方面,P630MS、S630MS最大冲击载荷分别为1.41 kN、1.40 kN,P570MS、S330MS铺层材料的最大冲击载荷为1.28 kN、1.22 kN。其原因是,碳纤维与芳纶混杂编织,脆性材料碳纤维刚性大,韧性材料芳纶纤维的高变形性通过混杂相的协调提供给层板优良抗弯曲性能和弹性变形性能。同时,MBWK织物的面密度越高则铺层层板的抗冲击性能越好,复合材料层板承受冲击载荷的能力显著提高。
2.3碳纤维平纹织物预浸料与碳纤维经面缎纹织物对冲击结果的影响
使用Image Pro Plus软件计算了试样损伤面积(图5),并使用SN-C3409型超声水浸聚焦扫描检测仪对冲击损伤试样进行超声C扫描检测(图6)。图5中S0630MS0层板高出P0630MS0损伤面积19.93%,铺层材料为P45630MS45损伤面积为219.80 mm2,S45630MS45损伤面积240.47 mm2,损伤增大8.6%。碳纤维预浸料与二维缎纹碳布铺设成的复合材料层板兼具抗低速冲击损伤性能好、比刚度、比强度高等优良性能[18]。但是两种材料有区别。平纹织物预浸料的经纬密均为90根/10 cm,缎纹碳布经纬密为70根/10 cm,比缎纹织物的高,提高了二维碳纤维预浸料的断裂强力,缓解了冲击损伤裂纹的扩展。二维机织缎纹碳布纤维束的交叉弯曲对其复合材料层合板的刚度和强度产生了不利影响,而二维平纹碳纤维预浸料作为铺层材料能增强损伤容限和层间强度。这是提高复合材料增强结构[0°/0°/0°]T铺层层板试样冲击损伤阻抗的有利因素,因此碳纤维预浸料可缓解冲击损伤裂纹的扩展。铺层材料P0630MS0层合板冲击背面损伤表观近似“十”字形(图3),S0630MS0冲击背面损伤沿纤维方向扩展且近似“l”型,因此缎纹碳纤维预浸料改变了冲击背面损伤形状。S45330MS45、S0330MS0材料的冲击损伤面积最大分别为275.76 mm2、322.44 mm2,复合材料表现为脆性材料。
图6 层板冲击背面损伤超声C扫描结果
Fig.6 C-Scan images of damage progression of back for laminates
未受冲击的层板S45330MS45的压缩强度比S0330MS0降低12.74%,与偏轴压缩强度利用系数小于正轴压缩强度利用系数密切相关。层板承受冲击载荷,引入不同程度的损伤。四种增强材料[0°/0°/0°]T铺层角度层板裂纹扩展范围大,层板冲击背面损伤区域范围广,冲击背面[45°/0°/45°]T铺层角度的层板冲击背面损伤较为严重,但损伤区域范围较小。由图5、6可知,增强体S0330MS0冲击背面损伤面积为322.44 mm2,层板所能承受的压缩载荷为8.83 kN,S45330MS45冲击背面损伤面积为275.76 mm2,层板所能承受的压缩载荷为9.21 kN。当层板冲击损伤背面损伤面积较大时载荷偏低。[45°/0°/45°]T铺层抑制了冲击裂纹的扩展,损伤程度小,因此相对[0°/0°/0°]T层板可承载更高的压缩载荷。
图7给出了两种铺层角度复合材料层板冲击后压缩载荷-位移图。8种不同结构层板层板承受最大压缩载荷后均迅速失效,不同的是,图7b层板试样压缩过程中均产生拐点,而图7a层板试样的拐点不明显或没有。其原因是,[45°/0°/45°]T铺层角度的层板在承受轴向压缩载荷时,交叉铺层使纤维具有向轴向扭转以抵御压缩破坏产生的应力重新分布,并伴随织物经纬向交织点重新排列。因此当压缩载荷达到一定程度时,层板应力重新分布产生拐点。表4表明,增强体P45570MS45、S45630MS45、S45330MS45压缩强度为84.50 MPa、95.50 MPa、81.17 MPa,依次高出对应材料[0°/0°/0°]T铺层角度压缩强度8.80%、16.65%、18.34%。[45°/0°/45°]T交叉铺层抑制了冲击损伤裂纹的扩展,冲击损伤小,在一定程度上提高了复合材料剩余压缩强度。
图7 层板冲击后压缩载荷-位移图
Fig.7 Force-deflection curves of CAI for (a) [0°/0°/0°]T and (b) [45°/0°/45°]T composite laminates
表4 层板未冲击压缩强度与剩余压缩强度测试结果
Table 4 Results of compressive strength and residual compressive strength for composite laminates
| [0°/0°/0°]T | Residual compressive strength /MPa | Compressive strength/MPa | [45°/0°/45°]T | Residual compressive strength/MPa | Compressive strength/MPa |
|---|---|---|---|---|---|
| P630MS | 97.43 | 128.67 | P630MS | 85.49 | 115.63 |
| P570MS | 77.67 | 110.47 | P570MS | 84.50 | 104.76 |
| S630MS | 81.87 | 121.35 | S630MS | 95.50 | 113.28 |
| S330MS | 68.59 | 101.83 | S330MS | 81.17 | 90.32 |
表4给出了未冲击层板的压缩强度与冲击后层板的剩余压缩强度。未冲击的层板同种铺层角度剩余压缩强度与芳纶MBWK织物面密度成正相关。P0630MS0压缩强度高于P0570MS0压缩强度16.48%;S0630MS0压缩强度比S0330MS0压缩强度提高21.57%。芳纶MBWK织物的面密度增大,轴向承受拉压应力的纤维数量增多,承受压缩载荷能力增大。S0630MS0层板的剩余压缩强度达到81.87 MPa,比S0330MS0铺层材料的剩余压缩强度提高16.22%。同理,两种材料的[45°/0°/45°]T铺层含630 g/m2 MBWK织物的层板剩余压缩强度高出增强材料为330 g/m2层板剩余压缩强度15.01%。而P0630MS0层板的剩余压缩强度为97.43 MPa,比P0570MS0铺层材料的剩余压缩强度提升20.28%。因此,在相同的冲击能量以及铺层角度情况下,MBWK织物面密度越大则复合材料层板冲击后剩余压缩强度越大。纬编双轴向织物中衬纱彼此平直排列,显著改善了二维碳纤维的初始微屈曲对轴向压缩的影响。
P0630MS0层板在承受冲击载荷时,碳纤维预浸料提高了层合板的损伤容限和层间强度,使P0630MS0的冲击损伤显著减小,剩余压缩强度可达93.47 MPa,高出S0630MS0层板剩余压缩强度14.16 MPa;压缩强度保持比较高的水平,P0630MS0、P45630MS45压缩强度保持率为75.72%、73.93%;S0630MS0、S45630MS45压缩强度保持率为67.47%%、84.30%。碳纤维预浸料为平纹织物,经纬密度均为90根/10 cm,比缎纹织物的高,显著克服了平纹织物沿纤维的弯曲程度最大的缺点,在承受压缩载荷过程中强度损失较小。另一方面,碳纤维预浸料改善了复合材料层间混杂界面的强度。由此可见,P0630MS0复合材料层板具有优异的抗压缩性能。
(1) 底层与面层均为碳纤维经面缎纹织物、中间层为330 g/m2 MBWK织物的[0°/0°/0°]T铺层复合材料层板,其冲击点损伤不明显但是裂纹扩展严重,损伤面积偏大,主要损伤模式为基体开裂;底层为碳纤维预浸料、中间层为630 g/m2 MBWK织物、面层为碳纤维织物的[45°/0°/45°]T铺层层板的损伤面积偏小,但是冲击点损伤明显,主要损伤模式为冲击背面纤维断裂产生分层。交叉铺层复合材料层板的冲击后压缩曲线,均出现拐点。
(2) 芳纶纬编双轴向织物的面密度越大,则复合材料层板的凹坑深度越小。底层为碳纤维预浸料、中间层为630 g/m2 MBWK织物、面层为碳纤维织物结构[0°/0°/0°]T的铺层方式,其凹坑深度仅为0.16 mm。这种冲击后层板能承受的压缩载荷高,层板的剩余压缩强度高。
(3) 碳纤维平纹预浸料抑制复合材料层板的冲击损伤扩展。一方面,碳纤维预浸料与经面缎纹织物纱线在细度相同的条件下平纹织物经纬密大,能改善织物抗弯曲强度;另一方面,碳纤维预浸料提高了界面强度,因此显著提高了复合材料层板的剩余压缩强度。
The authors have declared that no competing interests exist.
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