Z-pin增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料單搭接頭連接性能研究.pdf

1、Z-pin三維增強(qiáng)技術(shù)具有顯著的層間增韌效果,利用Z-pin技術(shù)增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料單搭接頭,提高單搭接頭的剪切性能、抗剝離及抗分層能力。為了探索 Z-pin對(duì)單搭接頭的增強(qiáng)機(jī)理及Z-pin植入?yún)?shù)對(duì)單搭接頭連接性能的影響規(guī)律,本文研究了:
　　(1)采用自動(dòng)化技術(shù)成功制備了單搭接頭增強(qiáng)用Z-pin預(yù)制體,并成功制備Z-pin增強(qiáng)單搭接頭試樣。通過橋率試驗(yàn)測(cè)試了Z-pin與復(fù)合材料基體界面結(jié)合強(qiáng)度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Z-pin具有良好的

2、橋聯(lián)作用及抗抗剪切性能。
　　(2)對(duì)不同參數(shù)Z-pin增強(qiáng)單搭接頭進(jìn)行拉伸試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:與無Z-pin空白試樣相比,Z-pin明顯提高了單搭接頭的拉伸性能,剪切強(qiáng)度最高達(dá)1.3倍;單搭接頭拉伸強(qiáng)度隨著Z-pin體積分?jǐn)?shù)增加而線性增加;而Z-pin對(duì)復(fù)合材料基體損傷隨著直徑增加,隨著植入角度變化而變化。
　　(3)對(duì)不同參數(shù) Z-pin增強(qiáng)單搭接頭進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Z-pin增強(qiáng)單搭接頭具有比無Z-pin

3、接頭試樣更高的彎曲承載能力,彎曲失效載荷可提高1.3倍;彎曲載荷隨著體積分?jǐn)?shù)增加呈現(xiàn)為先增加后下降的趨勢(shì);Z-pin直徑對(duì)彎曲連接性能有很大提高;而不同Z-pin植入角度對(duì)Z-pin增強(qiáng)單搭接頭彎曲性能影響不顯著。
　　(4)采用落錘沖擊試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同參數(shù)Z-pin增強(qiáng)單搭接頭進(jìn)行試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Z-pin能明顯增強(qiáng)單搭接頭抗沖擊能力,提高了沖擊后拉伸強(qiáng)度;Z-pin體積分?jǐn)?shù)及Z-pin直徑增加了厚度方向彈性模量,降低了沖擊凹痕