刘 明，潘 峤，高 蒙，骆 晨，汤智慧，孙志华

(北京航空材料研究院 航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室，北京 100095)

碳纤维增强树脂基复合材料层压板冲击损伤模式的试验研究

刘 明，潘 峤，高 蒙，骆 晨，汤智慧，孙志华

(北京航空材料研究院 航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室，北京 100095)

针对两种典型的碳纤维增强树脂基复合材料(T300/5405和T700/5428)层压板进行不同能量水平的落锤冲击试验，通过对冲击后试样的外部损伤形态、内部损伤情况等的检测以及纤维/树脂微观界面剪切强度的检测，讨论了两种碳纤维复合材料层压板的冲击损伤模式。试验结果表明，当冲击载荷达到一定程度时：在T300/5405体系中，由于T300纤维拉伸强度相对较低，纤维所受作用率先达到破坏载荷，因而冲击损伤表现出以穿透性为主的破坏特征；在T700/5428体系中，由于T700纤维拉伸强度较高，尽管其微观界面剪切强度略高，但是由于冲击载荷未使纤维达到破坏载荷时已使T700/5428界面率先遭到破坏，因此表现出以分层为主的破坏特征。

复合材料；冲击；损伤模式

0 引言

碳纤维增强树脂基复合材料具有比强度高、比模量高、抗疲劳性能好、力学性能可设计性强等优点，是理想的轻质高效结构材料，已在航空、航天等领域获得大规模应用[1-2]。其中，层压复合材料具有非均质性、各向异性特点，层内强度和综合强度很高，而层间和垂直铺层方向的强度却较低，有时可相差1～2数量级[3]，因此，服役环境中工具、跑道碎石、冰雹等物体的低速冲击往往就可造成复合材料层压板的损伤，并使得其压缩强度和设计许用应变值下降，这引起了研究者们的高度重视[4-5]。……