Cf-BMI復(fù)合材料分層損傷層合板準(zhǔn)靜態(tài)壓痕及其剩余壓縮性能研究.pdf

1、碳纖維/雙馬復(fù)合材料層合板具有良好的力學(xué)性能和耐溫性能，目前已廣泛應(yīng)用于機翼蒙皮、機艙壁板等部位。但是，層合板結(jié)構(gòu)對沖擊載荷非常敏感，十分容易產(chǎn)生層間分層、基體裂紋、纖維斷裂等各種損傷，這些損傷的存在會導(dǎo)致層合板的承載能力大幅下降，給飛機的飛行安全造成嚴(yán)重的安全隱患。為了避免災(zāi)難性后果的發(fā)生，必須對飛機用復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷評估。然而，目前針對特定飛機用復(fù)合材料的損傷評估十分匱乏?；趯雍习逶诜圻^程中四邊鉚接的實際情況，本文開展了四邊

2、固支條件下碳纖維/雙馬復(fù)合材料層合板準(zhǔn)靜態(tài)壓痕損傷及其剩余壓縮性能研究來等效評估其低速沖擊損傷；同時，通過預(yù)埋聚四氟乙烯薄膜的方式，制備了含有預(yù)制分層損傷的試樣，以研究分層損傷對層合板準(zhǔn)靜態(tài)壓痕損傷及其剩余壓縮性能的影響規(guī)律。主要工作和結(jié)論如下：
　　首先，考察了單次加載和逐級加載方對特征接觸力及特征凹坑深度的影響，結(jié)果表明，通過逐級加載的方式來研究準(zhǔn)靜態(tài)壓痕損傷具有可行性；同時，對比了四邊簡支和四邊固支條件下準(zhǔn)靜態(tài)壓痕損傷的區(qū)別

3、，結(jié)果表明，兩種邊界條件下，復(fù)合材料層合板的分層擴展模式、特征接觸力、凹坑深度變化以及損傷寬度變化均存在著明顯的區(qū)別，故不能通過四邊簡支條件來研究實際服役條件下（四邊固支）的準(zhǔn)靜態(tài)壓痕損傷。
　　接著，本文通過預(yù)制分層損傷的方式研究了單一分層的深度及大小對四邊固支條件下準(zhǔn)靜態(tài)壓痕損傷的影響。結(jié)果表明：在中面之前，特征接觸力和特征凹坑深度隨著預(yù)制分層損傷深度的降低，均呈現(xiàn)出規(guī)律性的下降趨勢；相對于損傷深度和損傷寬度隨分層損傷的變化，

4、特征接觸力和特征凹坑深度能更好地反映分層損傷對層合板損傷阻抗的影響程度。因此，特征接觸力和特征凹坑深度可作為復(fù)合材料層合板在準(zhǔn)靜態(tài)壓痕力作用下?lián)p傷阻抗的表征參數(shù)。
　　最后，本文分別研究了分層損傷對復(fù)合材料層合板剩余壓縮強度、有效壓縮模量以及最大壓縮應(yīng)變的影響。結(jié)果表明：相對于有效壓縮模量和最大壓縮應(yīng)變，剩余壓縮強度值隨分層損傷的變化規(guī)律最為明顯，即隨著預(yù)制分層損傷趨近于中面，剩余壓縮強度的下降幅度逐漸減?。粺o論是否含有預(yù)制分層損