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东华大学学报(自然科学版)2025年第04期:三维正交玻璃纤维/聚丙烯纤维混纺纱织物增强环氧基复合材料冲击性能及损伤机制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵勤勤;石琳;吴震宇;许福军;

单位:浙江理工大学纺织科学与工程学院;浙江理工大学机械工程学院;东华大学纺织学院;

摘要:相较于传统的层合板复合材料,三维复合材料具有更高的比强度和损伤容限,其抗冲击性能和整体性更优。然而在实际应用中,制品会受到多次低速冲击载荷的影响,导致内部损伤。因此,设计三维正交玻璃纤维/聚丙烯纤维(GF/PP)混纺纱织物增强环氧基复合材料多次冲击的试验,通过分析多次冲击响应和观察损伤形貌,揭示不同冲击载荷下复合材料的力学响应规律、主要损伤机制及损伤模式。对预先热处理试样的损伤机制和形貌进行了分析,得到聚丙烯(PP)纤维在复合材料冲击中的作用机制。研究表明:热处理使聚丙烯纤维熔化并重新结晶,改变了其体积和形态,从而提高了环氧基复合材料的韧性。随着冲击能量的增加,首次冲击峰值力增大。试样在连续三次25 J能量冲击后,峰值载荷显著下降,最大变形量大约增加至首次冲击的1.2倍。在9 J能量下,随着冲击次数的累积,复合材料的损伤模式种类增多,吸能能力也随之增强。

关键词:三维正交织物;;编织复合材料;;多次低速冲击;;损伤机制

基金资助:国家自然基金面上项目(52273054)