Z-pin增强复合材料加筋构件连接性能研究

通过横向三点弯曲试验研究Z-pin直径和体积分数对复合材料加筋类简化构件连接性能的影响。随着Z-pin体积分数的增加,Z-pin增强试件相比于空白对照试件,有效载荷提升48.41%~96.97%,总能量耗散提升661.88%~748.72%,本试验组研究结果表明高Z-pin体积分数可以有效提高加筋试件的承载能力。在Z-pin体积分数同为0.4%的情况下,Z-pin直径为0.5 mm的试验组的承载能力略高于Z-pin直径为0.3 mm的试验组的承载能力,但Z-pin直径为0.3 mm的试验组具有更好的稳定性。试验结果表明Z-pin的植入能够提高复合材料加筋类简化构件的有效载荷及能量耗散,很大程度上提高了加筋试件的连接性能。

Z-pin植入对碳纤维/环氧层合板弯曲性能的影响研究

通过三点弯曲试验研究了Z-pin材质、直径和加捻状态对Z-pin增强复合材料层合板弯曲性能的影响。结果表明相较于未增强对照组试件,碳纤维Z-pin增强组试件的弯曲强度、模量分别提升了20.28%与27.55%,且其提升效果要优于聚酰亚胺纤维Z-pin;小直径Z-pin组试件的弯曲强度、模量分别提升了19.96%与29.32%,且其提升效果要优于大直径Z-pin;Z-pin加捻与否对试件弯曲强度、模量的影响甚微,这与其失效形式有关。Z-pin植入试件后能大幅度提高试件的弯曲应变能,试验中相较于对照组试件,Z-pin增强组试件弯曲应变能的提升范围为15.23%~112.23%。其中,大直径Z-pin的提升效果最为显著,提升比率在110%以上。此外,Z-pin的植入会提高试件抵抗变形损伤的阻力,使试件表现出更大的失效位移,但弯曲应变能低的试件不易形成稳定的损伤扩展。