碳纤维复合材料层压板低速冲击损伤性能分析

对碳纤维复合材料层压板进行低速冲击和冲击后压缩(CAI)试验。通过不同等级的冲击能量与凹坑深度和损伤面积的关系研究层压板低速损伤特性,分析冲击损伤形貌和拐点产生的原因,对冲击后剩余强度和压缩失效行为进行分析。结果表明:随冲击能量增加,凹痕深度在35 J前增加缓慢,35 J后急剧增加,65 J时达穿透性损伤。冲击损伤形貌均为冲击表面产生凹坑和裂纹,冲击背面产生纤维断裂和基体开裂。损伤面积随冲击能量增加而增大,剩余压缩强度随冲击能量增加而减小,但幅度均有减缓趋势。试样冲击压缩后的破坏形貌以纤维挤压、纤维断裂和层压板的层间分层为主。相关试验结果和现象可为后续研究新型国产碳纤维复合材料提供数据参考。

不同热氧环境对T800碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

不同热氧环境(70,130,190℃)对碳纤维复合材料的性能有着重要的影响。分析了不同热氧环境下T800碳纤维/环氧树脂复合材料的失重特性,并对比了老化前后的表面形貌、红外光谱、动态力学性能和层间剪切性能。结果表明:在热氧老化初始阶段,质损率急速上升,老化温度越高质量损失越快;试样表面形貌随热氧温度的升高其破坏程度逐渐加剧,在190℃老化后,纤维表面树脂脱落严重,纤维与纤维之间出现裂缝空隙,无树脂填充,在此老化温度下,试样发生了不可逆化学变化;试样的玻璃化转变温度会随老化温度的升高而变大,但内耗呈现先降低后增大再降低的趋势,在70,130,190℃热氧老化后试样剪切强度分别提高6.0%,13.7%和2.1%。相关实验结果和实验现象可为后续研究新型国产T800碳纤维/环氧复合材料提供数据参考。