沈真
,
章怡宁
,
杨胜春
,
朱珊
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2008.z1.075
作者通过近年来的实践指出,国产碳纤维在航空航天结构中的应用研究包括国产碳纤维与进口碳纤维复合材料等同性和国产碳纤维复合材料的取证(合格鉴定)两方面内容,而前者又包括材料等同性评定和结构完整性等同性评定.本文着重总结了国产碳纤维复合材料在航空航天结构中应用时,力学性能等同性方面的具体经验,给出了各阶段的工作目的和建议进行的试验项目、数量和等同性的判据等,同时还讨论了常用的短梁剪切强度和弯曲强度的意义.
关键词:
复合材料
,
国产碳纤维
,
等同性
,
结构完整性
沈真
,
张子龙
,
王进
,
杨胜春
,
叶林
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2004.05.026
复合材料结构的设计要求和使用经验提出了复合材料体系损伤阻抗和损伤容限性能表征的需求.在试验研究的基础上,本文作者指出长期以来一直使用的CAI(冲击后压缩强度)的物理意义比较含混,有时可能误导材料研究和设计选材,同时提出应分别用典型层压板静压痕力-凹坑深度曲线的最大压痕力Fmax来表征损伤阻抗性能,用凹坑深度-压缩破坏应变曲线门槛值CAIT(Compression failure strain After Impact Threshold)来表征损伤容限性能,同时给出了测试方法的建议.
关键词:
复合材料
,
性能表征
,
损伤容限
,
损伤阻抗
,
Fmax
,
CAIT
罗靓
,
张佐光
,
李敏
,
沈真
,
杨胜春
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2007.03.028
采用准静态压痕(QSI)实验方法针对多种材料对集中准静态压痕力的损伤阻抗进行了测试.选取2个特征载荷下的试样进行了超声C扫描探伤和扫描电镜(SEM)显微观察,分析了QSI实验中层合板的损伤过程,针对初始分层接触力f1和最大接触力f2对材料的损伤阻抗特性进行了分析.测试了2种材料体系层压板的最大接触力,发现该值具有较好的可重复性.研究了测试条件(试样尺寸和支持条件)和材料特性(不同纤维、基体种类和铺层方式)对最大接触力的影响.实验结果表明,试样尺寸和支持条件对最大接触力的影响较小,在必要时可以采用非标试样测试最大接触力,而最大接触力与树脂基体、纤维特性及铺层方式都有关,最大接触力对应的凹坑深度d2主要由纤维强度和延伸率决定,树脂特性对d2有影响但影响程度较小.
关键词:
复合材料
,
层合板
,
准静态压痕
,
损伤阻抗
罗靓
,
沈真
,
杨胜春
,
李玉彬
,
张佐光
复合材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-3851.2008.03.004
对3种炭纤维增强树脂基复合材料(T300/NY9200Z、T300/QY8911和T700S/5228)层合板进行了落锤冲击实验,并对冲击后试样进行了冲击后压缩性能测试.通过对凹坑深度-单位厚度冲击能量(d-e)曲线,损伤面积一凹坑深度(S-d)曲线和冲击后压缩破坏应变一凹坑深度(ε-d)曲线的对比分析,讨论了这3种复合材料层合板的低速冲击性能(即损伤阻抗和损伤容限).利用热揭层技术对拐点前后的复合材料损伤状态进行了观察,对损伤机制进行了讨论.实验结果表明,在3种材料的d-e曲线,S-d曲线和ε-d曲线上均存在对应的拐点,该拐点同时也是不同损伤形式的转变点.凹坑深度在小于拐点时,损伤形式以基体裂纹和分层损伤为主,凹坑深度大于拐点时,分层损伤基本不再扩展,损伤的发展主要以纤维断裂的扩展为主.
关键词:
复合材料
,
层合板
,
损伤阻抗
,
损伤容限
杨宇
,
孙侠生
,
杨胜春
,
沈真
,
柴亚南
复合材料学报
为了研究含冲击损伤复合材料层压板的压缩破坏机制，通过前后表面超声C扫描获得分层损伤在层压板内的分布情况，使用应变片获取层压板两面的应变场，采用声发射观察层压板压缩破坏过程。研究发现：冲击分层损伤在厚度方向上的非对称分布引起层压板内部出现严重的应力集中，致使纤维断裂并最终导致层压板整体破坏；导致含冲击损伤层压板压缩破坏的主要原因为纤维断裂而非分层扩展。
关键词:
冲击损伤
,
破坏机制
,
分层开裂
,
纤维断裂
,
无损检测
余治国
,
杨胜春
,
宋笔锋
机械工程材料
在温度为70℃、相对湿度为85%的湿热环境下,分别对T700碳纤维/环氧树脂基复合材料、T300碳纤维/环氧树脂基复合材料以及两种复合材料/金属胶接结构进行了70 d的加速老化试验,并对老化前后的试样进行了力学性能试验和无损检测.结果表明:湿热环境没有改变两种复合材料的破坏模式,但使复合材料的纵、横向压缩强度和剪切强度略有降低;对复合材料/金属胶接结构,湿热老化环境不会导致胶接界面产生损伤,但会使胶接强度下降;老化前两种复合材料的力学性能基本相当,老化70 d后T700碳纤维/环氧树脂基复合材料的性能保持率略优.
关键词:
复合材料
,
湿热老化
,
加速试验
,
性能保持率
沈真
,
杨胜春
,
陈普会
复合材料学报
对14种复合材料体系约800个试样进行了冲击阻抗和含损伤层压板压缩强度试验研究,研究发现对于同一种复合材料层压板的冲击能量-凹坑深度曲线和凹坑深度-压缩破坏应变曲线均存在拐点,在出现拐点后内部的分层损伤叠加面积基本不再增加,压缩剩余强度基本不再降低,表面冲击部位开始出现纤维断裂.研究表明,采用传统CAI来表征损伤容限性能的方法可能得到与实际结构损伤容限特性相反的结论.因此,提出了利用拐点附近特性来表征复合材料层压板的抗冲击行为(包括损伤阻抗和损伤容限)的建议,即分别采用QSI方法得到的准各向同性层压板的最大接触力Fmax和压缩破坏强度(应变)的门槛值CAIT来表征复合材料层压板的损伤阻抗和损伤容限行为.
关键词:
复合材料层压板
,
冲击损伤
,
损伤阻抗
,
损伤容限
