董慧民
,
安学锋
,
益小苏
,
闫丽
,
苏正涛
,
包建文
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.015
综述了连续纤维增强聚合物基复合材料的低速冲击响应研究进展.讨论了测试方法及相关影响参数,例如冲头的形状、冲击速率对复合材料冲击的影响;介绍了冲击损伤的类型,进一步描述了层压板结构参数(如层合板厚度,铺层和缝纫)、复合材料组分材料性能(如纤维,树脂和纤维/树脂界面)以及预应力、环境条件等的影响;提出了纤维增强聚合物基复合材料冲击响应研究今后的发展方向.
关键词:
复合材料
,
纤维增强聚合物
,
冲击损伤
,
动态冲击
,
失效模式
石晓朋
,
李曙林
,
常飞
,
杨哲
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2013.6.012
针对Nomex蜂窝复合材料冲击损伤问题,研究蜂窝材料在冲击作用下的损伤行为.对试件进行预制冲击损伤试验和冲击形貌分析.测试剩余压缩强度,根据试件应变值变化情况得出试件的屈曲载荷和破坏载荷,并与未进行冲击试件对比分析.结果表明:冲击损伤后,Nomex蜂窝复合材料试件压缩屈曲载荷保持率为80.0％左右,破坏载荷的保持率为67.7％左右,破坏最大应变的保持率为62.9％.
关键词:
蜂窝复合材料
,
冲击损伤
,
剩余压缩强度
,
屈曲载荷
祖磊
,
胡海晓
,
王继辉
,
李书欣
玻璃钢/复合材料
由于树脂基复合材料层合板对冲击作用比较敏感,因此,在使用过程中受到低能冲击时,极易产生不可见损伤,造成复合材料在强度和刚度上的损失,严重威胁结构的安全使用性.本文借助四点弯曲实验分别对五种不同铺层的乙烯基树脂/玻纤复合材料拐角在不同能量冲击后的弯曲刚废衰减进行了测试,讨论了不同铺层和冲击能量对复合材料拐角抗冲性能的影响.研究结果表明,随着冲击能量的增加,冲击损伤越明显,剩余弯曲刚度越低,各种铺层冲击破坏面积与刚度下降呈现基本一致的趋势;相邻铺层的铖层角相差越小,复合材料拐角的弯曲刚度越大,冲击后弯曲刚度损耗越小,[45°/0°/-45°/90°]铺层的冲击后刚度损失率最低,正交铺层的试样组抗冲击性能最差.
关键词:
复合材料
,
拐角
,
冲击损伤
,
弯曲刚度
纪朝辉
,
刘刚
,
王志平
,
李娜
,
张国尚
玻璃钢/复合材料
采用实验室电热载荷试验环境与测试平台,测试了CFRP复合材料在多种电流制度下试样的表面温度分布,并获得了CFRP复合材料电阻在不同电流强度下的变化规律,初步揭示了CFRP复合材料的电阻与电流强度之间呈线性递减的关系;对五种不同电流处理的CFRP复合材料进行了冲击后的剩余压缩强度试验(CAI)测试,试验后采用超声C扫描检测、外观检查与断口侧面宏观观察方法对损伤与失效特征进行了对比分析.研究结果表明,CFRP复合材料的剩余压缩强度随通入电流强度的大小呈先保持不变后下降的趋势,当电流超过20A时,试样表面冲击凹坑深度和冲击损伤面积增长较快,分层损伤与纤维断裂现象越来越严重.
关键词:
复合材料层合板
,
电热损伤
,
冲击损伤
,
剩余压缩强度
段友社
,
郭书良
,
吴刚
,
侯军生
复合材料学报
基于热压罐成型工艺,选择了树脂柱Z向增强泡沫芯材、碳纤维Z向增强泡沫芯材、Kevlar纤维缝纫增强泡沫芯材3种Z向增强复合材料结构,对夹芯结构进行了低速冲击损伤和冲击后压缩（CAI）性能研究,考察了不同Z向增强方式对冲击损伤面积和破坏模式的影响。结果表明,Z向增强对泡沫芯材产生了初始损伤,其冲击后损伤面积大于未增强泡沫夹芯结构;但Z向增强改变了夹芯结构的压缩破坏机制。通过选用合适的Z向增强材料和Z向增强参数,能够提高夹芯结构的压缩强度和CAI强度。其中当增强材料为碳纤维,增强参数为10mm×10mm时,压缩强度提高了13%,CAI强度提高超过40%。
关键词:
复合材料
,
泡沫夹芯
,
Z向增强
,
冲击损伤
,
冲击后压缩
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
毛春见
,
许希武
复合材料学报
通过对含冲击损伤缝合复合材料层板进行压缩实验,揭示了含损伤缝合层板在压缩载荷下的破坏模式和破坏机制.将冲击损伤等效为圆孔,利用杂交单元计算冲击后缝合层板的应力分布,采用基于特征曲线概念的点应力判据预测了含损伤缝合层板的剩余压缩强度.研究结果表明:冲击损伤近似为圆形；缝合和未缝合层板冲击后压缩的损伤模式不同；采用开口等效法可以有效分析缝合层板的剩余压缩强度；特征距离、损伤面积是影响计算结果的主要因素.
关键词:
冲击损伤
,
缝合层板
,
剩余压缩强度
,
杂交单元
,
开孔等效
肖闪闪
,
陈普会
,
沈薇
,
沈真
复合材料学报
复合材料结构在服役过程中遇到的损伤主要来自于意外冲击,会产生永久性的凹坑.为了得到凹坑的检出概率,采用最大似然估算法对一般目视检测(GVI)和详细目视检测(DET)的两种损伤检出概率模型(POD评估模型,即累积对数正态模型和对数奇函数模型)中的参数进行评估；开展详细目视检测的试验研究,并根据检测数据对POD模型进行了验证.结果表明:凹坑深度的检出概率曲线更符合累积对数正态模型.绿色板的凹坑比黑色板更容易被检出,且检测角越大越容易被检出.目视勉强可见损伤(BVID)的门槛值在0.35～0.8mm之间.
关键词:
冲击损伤
,
检出概率
,
最大似然估算法
,
累积对数正态模型
,
对数奇函数模型
邰青
,
何宇廷
,
张腾
,
伍黎明
复合材料学报
采用落锤法对复合材料加筋板进行了低速冲击损伤(LVI)试验,根据复合材料加筋板构型,设计了冲击支持支架,研究了支持支架的间距对冲击结果的影响;用相同的冲击能量对复合材料加筋板结构中3处典型位置进行冲击,得到不同位置的损伤形貌;分别对完好件和损伤试验件进行压缩试验,将试验结果进行对比,分析不同位置的冲击损伤对结构压缩性能的影响.试验结果表明:在相同的冲击能量下,支持支架间距越小,所造成的冲击损伤越严重;在50J冲击能量下,筋条区蒙皮处的冲击所造成的损伤不易观察,筋条间蒙皮处的冲击所造成的损伤最为明显,而筋条边缘蒙皮处的冲击可以导致筋条边缘的脱粘;冲击损伤会使加筋板屈曲载荷轻微下降,筋条间蒙皮和筋条区蒙皮冲击损伤对压缩结果影响相对较小,筋条边缘处的冲击会引起损伤处蒙皮的子层屈曲,并影响结构破坏形式,使结构压缩承载能力有较为明显的下降.
关键词:
复合材料
,
加筋板
,
低速冲击
,
冲击损伤
,
剩余压缩强度
张鹏飞
,
金海波
复合材料学报
建立了有效的复合材料层合板结构冲击损伤分析方法,层合板面内损伤采用改进的Chang/Chang失效准则做判据,得到面内各类损伤形式.层间损伤采用与Mixed-Mode粘接元等效的TIEBREAK接触模拟.利用此分析方法,从复合材料薄壁结构设计需要出发,研究了在低能量冲击下,铺层的层间角度、铺层方向、铺层重叠对层合板结构冲击损伤阻抗的影响规律,并对它们的综合影响进行了总体分析,得到了能提高层合板结构损伤阻抗的铺层顺序设计指导.最后用该设计指导对某种铺层结构进行了重新设计和有限元模拟,验证了该设计指导的可行性和有效性.
关键词:
冲击损伤
,
分层损伤
,
TIEBREAK接触
,
铺层顺序
,
损伤阻抗
