预定型弯曲柱纱三维机织间隔复合材料的压缩性能

为探究柱纱弯曲程度对三维机织间隔复合材料(3DWSC)压缩稳定性的影响,采用手糊成型工艺将环氧树脂与三维机织间隔织物进行复合,并在其固化成型前对材料进行压缩预定型,制备了4种不同厚度即4种柱纱弯曲程度的三维机织间隔复合材料。探究了柱纱弯曲程度对3DWSC平压性能、平压破坏模式及疲劳性能的影响。结果表明,随着柱纱弯曲程度的增大,3DWSC的平压强度先降低后提升,柱纱的破坏模式由脆性断裂和失稳逐渐转变为屈服破坏,3DWSC的疲劳性能下降。

基于断裂韧性可靠性模型的堆芯筒体快断评价

针对堆芯筒体材料断裂韧性数据分散性提出了两种断裂韧性可靠性模型,然后结合所提出的模型对堆芯筒体内表面含轴向裂纹进行了断裂力学分析。研究表明:所提出的断裂韧性可靠性模型可用于堆芯筒体的断裂风险评价;对于分析的瞬态,堆芯筒体无断裂风险。

环氧泡沫填充间隔织物复合材料的弯曲性能

为了获得一种轻质、高强且整体性良好的泡沫夹芯复合材料,并探究泡沫填充对中空复合材料弯曲性能的影响,将环氧泡沫填充至玻璃纤维间隔织物/环氧树脂复合材料中制备出一种泡沫夹芯复合材料,并对泡沫填充前后的复合材料的弯曲性能进行了测试。实验结果显示,泡沫夹芯复合材料的弯曲刚度可达14.92×10^(6)N·mm^(2),其经向抗弯刚度提高了66.93%,纬向提高了106.08%。由此可知,环氧泡沫的存在可以明显地提高材料的抗弯性能。为揭示环氧泡沫在复合材料弯曲性能中的作用机理,结合显微镜图对泡沫填充前后复合材料的弯曲破坏模式进行了分析。结果表明,环氧泡沫在夹芯复合材料中不仅能起到传递载荷的作用,还能与柱纱发挥协同支撑作用,并能通过变形和破裂来吸收载荷和能量,致使复合材料抗弯性能显著提高。

三维机织双层间隔复合材料的压缩性能

为了增强三维机织间隔复合材料的压缩强度及提高其压缩能量吸收能力,受多层夹芯结构的设计理念启发,本论文设计并制备了柱纱高度为(6+6)mm及(4+8)mm的三维机织双层间隔复合材料。通过与柱纱高度为12 mm的单层间隔复合材料进行对比,研究了复合材料的平压、侧压性能及其破坏模式。结果表明,两种双层间隔复合材料的平压强度、侧压强度及能量吸收值相较于单层间隔复合材料都显著提高,其中柱纱高度为(6+6)mm的双层间隔复合材料的平压强度(11.5 MPa)提高了57.5%,平压比吸能值(6983.7 J/kg)提高了152.4%;此外,双层间隔复合材料的平压破坏模式为柱纱的逐层断裂,侧压破坏模式为面板裂纹扩展,表现出更大的吸能特性。双层间隔结构设计不仅显著增强了间隔复合材料的平压和侧压性能,而且改善了其破坏模式,提高了其在实际应用中的安全性,并为较高柱纱高度以及多层间隔复合材料的结构设计提供了新的思路。