电阻法在单丝碳纤维复合材料体系界面相传载能力评价中的应用

为研究纤维增强树脂基复合材料中界面相应力传递性能差异,对T300碳纤维单丝进行拉伸实验,同步测量碳纤维单丝的电阻和应变对应关系,采集的数据表明二者存在线性关系,通过计算得到其灵敏系数K.然后搭建二维加载平台对斜十字模型进行拉伸,并通过数码偏光显微镜实时观察加载状态下的应力分布,结果表明中心区域应力均匀.在此基础上,将单丝碳纤维电阻测量法和斜十字模型相结合,利用灵敏系数确定斜十字模型中碳纤维与基体的界面相剪切应力,结合电阻法中灵敏系数来确定单丝复合材料体系界面相应力传递效率,结论实现了混合载荷下界面相力学性能的测量.

单丝复合体系渐进损伤过程模拟及组分性能对损伤过程的影响

为研究单丝复合体系在单向加载过程中的应力传递及损伤演化规律,基于剪滞模型建立了渐进损伤过程的三维数值分析模型。单丝复合体系的渐进损伤过程曲线和临界状态下的纤维段数、应变载荷及纤维轴向应力分布均与文献试验结果非常吻合,表明本文所提出的单丝复合体系渐进损伤模型能够有效模拟单丝断裂过程中的损伤起始、损伤演化和断裂临界状态。研究了模型中组分材料的模量和强度对损伤过程的影响。结果表明:保持组分材料强度不变,增加纤维的模量能够加快损伤过程,基体模量和界面模量的增加对单丝复合体系渐进损伤过程影响不大;在组分材料模量及界面强度不变的情况下,随着纤维强度的增加,单丝复合体系渐进损伤过程的起始应变载荷和临界应变载荷均增加,临界状态下的纤维断点数减少。