闫 丽, 安学锋, 蔡建丽, 张代军, 益小苏

(北京航空材料研究院先进复合材料重点实验室,北京 100095)

随着纤维增强复合材料在航空航天结构日益广泛的应用,研究复合材料的损伤对其强度、刚度及疲劳寿命的影响愈来愈重要。目前普遍认为纤维增强复合材料在使用过程中最严重的损伤是冲击损伤[1,2]。采用低速冲击试验(Low-velocity impact, LVI)评定损伤阻抗的方法相对费时且昂贵,而且试验结果分散性较大,相比之下采用准静态压痕试验(Quasi-Static Indentation,QSI)采集信息量大且试验过程容易控制。许多研究[3～11]证实了在目前所使用的低速冲击速率的范围内,两种方法产生的损伤和含损伤的压缩剩余强度相似,但是这些研究并不能很好地反映两者的等效性关系,且国内相关报道相对较少。

如何将低速冲击和准静态压痕进行等效是复合材料损伤容限和损伤阻抗亟待解决的问题。如果能够建立低速冲击损伤和准静态压痕损伤之间的相关性,那么就可以用准静态压痕试验替代低速冲击试验,这样不但节省试验成本、降低试验难度、提高试验效率,而且可有效指导高韧性和高损伤容限复合材料体系的研制。

复合材料低速冲击试验采用ASTM D7136-05标准[12],准静态压痕试验采用ASTM D6264-98标准[13]。本研究采用相同的复合材料层压板在相同的试验条件下,依据上述标准对复合材料低速冲击试验和准静态压痕试验的损伤等效性进行研究,这对于研究复合材料层压板的损伤有积极意义。

2 试验部分

2.1 试验原料及方法

BMI(6421)树脂：北京航空材料研究院先进复合材料重点实验室提供;