開孔三維編織復(fù)合材料的剪切性能.pdf

1、三維編織復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)整體性、抗分層性能優(yōu)良的特點(diǎn)，主要應(yīng)用在航空航天、軍工等領(lǐng)域。實(shí)際上，三維編織復(fù)合材料在很多方面需要與其它部件進(jìn)行機(jī)械連接，這就需要對(duì)三維編織部件進(jìn)行打孔及螺栓連接。機(jī)械開孔會(huì)影響三維編織復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及性能，因此需要對(duì)其進(jìn)行深入研究以了解機(jī)械開孔及螺栓加載后試樣的破壞模式。剪切性能是材料的一項(xiàng)重要性能，但目前針對(duì)層合復(fù)合材料的層間剪切性能及破壞模式研究比較深入，對(duì)三維編織復(fù)合材料的剪切性能研究并不多。
　

2、　本文通過三點(diǎn)彎曲方法測(cè)試了開孔和螺栓加載后三維四向及五向編織復(fù)合材料剪切性能，研究材料的剪切破壞模式。分別制備四種樣品:無孔編織件、機(jī)械開孔無螺栓加載的編織件、機(jī)械開孔且分別螺栓加載5次和10次的試件。本文需要研究的問題包括:使用限力矩扳手對(duì)三維四向及五向材料上的螺栓進(jìn)行力矩加載，卸除螺栓后進(jìn)行三點(diǎn)彎剪切測(cè)試，研究螺栓加載對(duì)試樣產(chǎn)生的擠壓力對(duì)三維編織復(fù)合材料剪切性能的影響;對(duì)測(cè)試后試件的橫向截面、縱向截面及側(cè)面截面的裂紋走向及分布規(guī)律

3、進(jìn)行觀測(cè)并分析其破壞模式。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:對(duì)于三維四向及五向編織復(fù)合材料，機(jī)械開孔會(huì)造成試樣剪切性能的下降，但這種降低趨勢(shì)只是由于經(jīng)過孔纖維束的切斷;加載螺栓對(duì)試樣表面的擠壓力只是對(duì)試樣表面產(chǎn)生輕微損傷但不會(huì)明顯影響材料的剪切性能。材料的破壞模式:三維四向及五向編織復(fù)合材料裂紋分布的共同點(diǎn)——在試樣縱向截面內(nèi)，裂紋的擴(kuò)展區(qū)域成弧形，在縱向截面中裂紋區(qū)域長度沿著厚度方向從表面到中部逐漸縮短;不開孔試件表面裂紋分布區(qū)域?yàn)榫匦危_孔