碳-環(huán)氧編織復(fù)合材料層合板拉脫特性研究.pdf

1、機(jī)械連接作為復(fù)合材料結(jié)構(gòu)最重要的連接方式，其強(qiáng)度問題對結(jié)構(gòu)設(shè)計尤為重要。拉脫破壞是由于層合板受到來自螺栓沿板厚度方向的載荷過大而發(fā)生的一種破壞模式，其破壞機(jī)理復(fù)雜。研究復(fù)合材料層合板的拉脫阻抗性能，對復(fù)合材料設(shè)計分析具有重要的研究意義。
　　本文針對含沉頭孔的編織復(fù)合材料層合板的拉脫特性，開展了兩方面的研究：通過拉脫試驗，研究了編織復(fù)合材料層合板的拉脫強(qiáng)度以及溫濕度條件和厚度的影響；通過ABAQUS有限元軟件的數(shù)值模擬，研究了層壓

2、板的拉脫損傷過程以及夾具的約束范圍和螺栓頭直徑的影響。
　　試驗研究表明：拉脫破壞過程分為兩個階段：第一階段載荷與位移呈線性增長至層合板發(fā)生初始破壞，此時對應(yīng)的載荷為失效載荷；第二階段載荷與位移呈非線性，緩慢增長，直至層合板發(fā)生最終破壞。失效載荷決定層合板的拉脫強(qiáng)度；溫濕度條件對層合板拉脫強(qiáng)度有明顯的影響，與常溫干態(tài)條件下相比，高溫濕熱條件（82℃，85％）下復(fù)合材料基體吸濕軟化，承載力下降，層合板更早發(fā)生初始破壞，且失效載荷降低

3、38.12%；低溫干態(tài)條件（-55℃，干態(tài)）下基體偏脆性，層合板只發(fā)生一次低溫脆性破壞，即失效載荷為最大破壞載荷，且失效載荷提高34.53%；失效載荷隨層合板厚度的增加而增大，試件最大破壞面會沿著厚度方向由層合板的上層位置向下層位置移動。
　　數(shù)值模擬研究表明：層合板的基體失效要先于纖維失效，當(dāng)纖維發(fā)生失效后載荷急劇下降，表明層合板的拉脫強(qiáng)度由纖維控制；基體失效主要發(fā)生在90度、0度和45度鋪層，纖維失效主要發(fā)生在90度鋪層、0度