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兵器材料科学与工程2026年第02期:湿热老化对碳纤维复合材料抗低速冲击的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:袁德荣;张岚清;徐凯龙;卜祥威;

单位:河海大学力学与工程科学学院;南京航空航天大学能源与动力学院;江苏恒神股份有限公司;

摘要:针对EH301增韧环氧树脂铺层结构为[45/-45/0/90]_(2s)的CFRP层合板,开展湿热老化作用对碳纤维增韧环氧树脂基复合材料(carbon fiber reinforced plastics,CFRP)抗低速冲击性能的影响研究。首先,对CFRP试样在3种湿热工况下进行湿热老化处理,再开展4种不同水平冲击能量下的低速冲击试验,利用超声C扫描技术检测试样的内部损伤。结果表明:在低能量冲击下,干态试样表现出较好的抗冲击性能;而在高能量冲击时,湿热老化和重复干燥试样的抗冲击性能更好。当冲击能量为10 J时,湿热老化和重复干燥试样的冲击力峰值分别较干燥工况降低了4.61%和5.28%。随着冲击能量的增加,在20,30,40 J的冲击下,湿热老化和重复干燥工况试样的峰值力分别较干燥工况提高了10.32%,22.50%,38.80%和7.02%,26.38%,38.84%。这是由于湿热老化使试样的分层损伤增加,能吸收更多的冲击能量。同时,湿热老化会导致试样内出现微损伤,使湿热引入的损伤全局化,延缓了冲击过程中应力波的传递,使试样有更多时间吸收冲击能量,从而提高其抗冲击性能。

关键词:碳纤维复合材料;;增韧环氧树脂;;湿热老化;;低速冲击;;抗冲击性能

基金资助:江苏省基础计划自然科学基金-青年基金(BK20241506)