Z-pin增强复合材料层合板缺陷的红外检测技术研究

针对Z-pin增强碳纤维复合材料层合板在制造中产生的典型缺陷,本文在分析其对温度场的作用的基础上,研究了Z-pin结构中缺陷热特征提取的方法。用有限元法分析了不同尺寸Z-pin植入后产生的富树脂区缺陷、不同深度的Z-pin断裂缺损缺陷、不同角度的Z-pin倾斜缺陷与可检测信息参数之间的关系,对富树脂区缺陷的检测进行了实验验证。研究结果表明:最大温差与最大对比度随着富树脂区面积的增大而增大,随着Z-pin缺损深度的增大而减小,随着Z-pin倾斜角度的增大而增大,增大或减小的程度均呈非线性关系;红外热像实验与仿真结果一致。研究结果为Z-pin增强复合材料层合板缺陷与损伤的红外热像检测与评估提供了理论依据与技术支持。

湿热条件下Z-pin增强复合材料层合板性能研究

对湿热条件下Z-pin增强复合材料层合板的力学性能进行了研究,考虑温度、湿度以及pin的插入造成微观结构改变对材料弹性模量的影响,建立了Z-pin增强复合材料层合板在湿-热-力耦合作用下的本构模型。利用有限元对在湿热条件下Z-pin增强复合材料单层层合板的损伤破坏进行了模拟,并与现有文献的实验结果进行对比。结果表明:模拟结果与文献实验结果吻合较好,Z-pin增强复合材料的强度随着温度的升高而降低;吸湿率增加也会降低Z-pin增强层合板的强度;相比于拉伸强度,湿热对压缩强度的影响更显著。

厚度增强复合材料研究现状及进展

简单介绍了厚度方向增强复合材料的优点及缺点。重点综述了Z-pinned增强复合材料由于pin的插入造成的对复合材料分层破坏的抑制,微观损伤以及由于损伤带来的面内力学性能的下降;同时,对国内外近年来发表的Z-pinned复合材料层合板面内力学性能的实验结果和理论预测模型进行了分析比较。最后,对厚度增强复合材料面内力学性能的研究提出了几点建议。