缎纹碳纤维织物树脂基复合材料动态力学性能和损伤特性

摘要

采用分离式霍普金森压杆实验装置（简称SHPB）对缎纹碳纤维织物树脂基复合材料Q/2AJ1011在-55～75℃六组温度、三组应变率下的纤维经向和纬向动态力学性能进行了研究，利用扫描电镜进行损伤特性研究。结果表明，该材料在动态压缩下具有明显的温度敏感性，三组应变率下纤维经向和1250 s^-1应变率下纤维纬向的压缩强度受温度变化影响基本一致，即以25℃为压缩强度峰值点，随温度的升高压缩强度下降，经向压缩强度随温度升高至75℃时下降了18%;-25～0℃为压缩强度最低范围区间，相比25℃下降了23%；随着温度下降到-55℃压缩强度较-25℃时显著提升；但纤维纬向不同之处是在较低应变率850 s^-1和1100 s^-1时温度的影响向高温移动，即50℃为压缩强度最高点。同时发现在高温下本征脆性材料出现了一定弹塑性行为。材料压缩强度对应变率变化不敏感，变化在10%以内。损伤特性受温度和应变率影响较大，随应变率增大剪切显著增加；受温度的影响为低温下出现集中贯穿分层裂纹，具有明显的脆性断裂特征，高温下裂纹分布较为均匀，脱粘增加，说明高温下界面结合变弱。

关键词

霍普金森压杆 / 缎纹 / 复合材料 / 动态力学性能 / 损伤特性