CFRP复合材料层间增韧结构优化

采用T700/6240碳纤维/环氧树脂预浸料和自制热塑性酚酞基聚醚酮(PEK-C)增韧膜,通过热压成型工艺制备不同层间增韧结构复合材料层合板,对其进行低速冲击、冲击后压缩及三点弯曲实验,并结合扫描电子显微镜(SEM)微观形貌表征及数学优化思想,确定最佳增韧结构。结果表明,在不同位置铺设12层增韧膜的四组试样中,中部增韧效果最佳,其冲击后压缩强度(CAI)比未增韧时提高42.39%。在层合板中部铺设8、16和23层增韧膜的试样,CAI和弯曲强度随增韧膜数量的增加分别呈现递增和递减趋势。通过弯曲试样SEM形貌表征发现,随增韧膜数量的增加,裂纹纵向扩展受到抑制,且由于环氧树脂与PEK-C的相容性较差,出现局部分层损伤。结合总增益和单层增益函数变化趋势,确定最佳增韧结构为层合板中部铺设11或12层增韧膜。