T800碳纤维增强树脂基单向复合材料动态力学性能测试研究

使用霍普金森压杆(SHPB)装置对国产T800碳纤维增强环氧树脂基单向复合材料的动态压缩性能进行测试,根据样品内应力均匀和恒应变率加载要求,优选了整形器尺寸和样品尺寸,并对复合材料的动态压缩性能和失效方式进行了初步探索。结果表明,通过控制退火态紫铜整形器直径和撞击杆入射速度,可以获得具有不同上升沿斜率的加载波,厚度为0.5mm、直径为8mm的紫铜整形器可以获得理想的入射波;厚度为7mm、直径为12mm的圆柱型样品可实现动态压缩过程中的恒应变率加载;在动态压缩条件下,碳纤维增强环氧树脂单向复合材料具有显著的应变硬化和应变率强化效应,其断裂形式包括纤维/基体脱粘、纤维拔出断裂、复合材料整体剪切断裂、基体解理开裂和基体分层剪切断裂等5种混合断裂形式。

20Zr-70Ti-6Al-4V合金静动态力学性能研究

以20Zr-70Ti-6Al-4V合金为研究对象,采用XRD、DSC、OM和SEM等测试分析技术,研究了合金在退火处理和固溶时效处理过程中的相变及组织演化规律,并通过万能试验机和分离式霍普金森压杆,进一步研究了组织与应变速率对合金静动态力学性能的影响。结果表明:20Zr-70Ti-6Al-4V合金经退火和固溶时效后均由α相和β相组成,呈现为网篮组织,在静态加载条件下,抗拉强度最高可达1301 MPa,塑性应变最高可达14.9%,抗压强度最高可达1386MPa,断裂方式为韧性断裂;在动态加载条件下,应变速率处于1000到3000 s^(-1)这一高应变率范围时,20Zr合金的动态抗压强度有明显提高,表现为应变率强化效应,在同一应变速率下,20Zr合金固溶时效态的抗压强度和失效应变均高于退火态;动态压缩试样表面观测到与压缩轴呈45°角的宏观裂纹,动态破坏模式为绝热剪切失稳破坏。