碳纖維增強編織復合材料圓管的扭轉力學性能及其損傷機制

編號：CYYJ02714

篇名：碳纖維增強編織復合材料圓管的扭轉力學性能及其損傷機制

作者：谷元慧 周紅濤 張典堂 劉景艷 王曙東

關鍵詞： 碳纖維增強復合材料 編織復合材料 圓管 扭轉性能 編織層數(shù) 力學性能 失效機制

機構： 鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院 生態(tài)紡織教育部重點實驗室（江南大學）

摘要： 為研究編織層數(shù)對編織復合材料圓管的扭轉力學性能和失效模式的影響,采用二維編織鋪層(Over-Braiding)工藝及真空輔助樹脂灌注成型工藝分別制備了2、3和4層的碳纖維/樹脂編織復合材料圓管。通過搭建扭轉試驗-非接觸全場應變測試平臺,研究了3種編織層數(shù)的復合材料圓管的扭轉力學響應�；�于掃描電子顯微鏡與微計算機斷層掃描技術等測試方法,分析了編織復合材料圓管的扭轉失效機制。結果表明:編織復合材料圓管在扭轉載荷下呈線彈性脆斷特征,且形成了貫穿管壁的空間螺旋剪切帶損傷區(qū);編織層數(shù)的增加利于應力應變的穩(wěn)定擴散,減少整體結構分層損傷,4層圓管的失效扭矩可達450.00 N·m,分別是3層圓管和2層圓管的1.39和2.20倍;失效模式主要有纖維斷裂或劈裂、脫黏、基體開裂或碎裂等,宏觀層面的失效模式種類差異不大,但在微觀層面,編織層數(shù)越少,圓管的纖維失效特征更明顯。