玻璃微珠/环氧树脂复合泡沫材料的力学性能及其理论分析

以环氧树脂(EP)为基体,空心玻璃微珠(HGM)为填料制备复合泡沫,并对其开展压缩、拉伸和低速冲击试验,探究不同微珠体积分数和冲击能量对微珠泡沫复合材料破坏形态、强度、模量和冲击吸能效应的影响。结果表明:当微珠体积含量从50%增加到75%时,微珠泡沫的抗压强度和模量分别降低了65%和55%,抗拉强度和模量分别降低了39%和30%,材料得到很大程度的轻量化。在43J和49J的冲击能量作用下,复合泡沫吸收的能量随着微珠体积分数的增大而增加,而当冲击能量进一步增大,微珠体积比为70%的复合泡沫比吸能(SEA)最高。过多微珠导致的团聚以及材料之间界面作用减弱对复合泡沫力学性能产生较大影响。基于复合材料细观力学理论,通过夹杂方法计算出微珠泡沫复合材料的有效模量,其理论值与试验值吻合较好。