张云露

摘 要： 为探明聚酯纤维插层对碳纤维复合材料抗冲击性能的影响， 通过落锤冲击试验， 借助C扫和扫描电镜分别在宏观和微观层面对基础板及插层板试样的损伤截面进行比对分析。 C扫结果表明聚酯纤维插层可大幅度提升复合材料的抗冲击性能， 阻碍裂纹的扩展； 扫描电镜结果表明无纺布聚酯纤维在复合材料中被树脂基体包围， 断裂过程中聚酯纤维通过拔出、 脱粘、 断裂等综合作用吸收了部分断裂能量， 造成裂纹在基体中沿曲线传播， 基体成河流状韧性断裂。 该研究结果可用于指导航空航天用复合材料的增韧设计， 同时对探索复合材料新型增韧方法、 提升复合材料飞行器抗冲击可靠性方面也具有重要意义。

关键词： 碳纤维复合材料； 聚酯纤维插层； 落锤冲击； 复合材料增韧； 抗冲击性能

中图分类号： TJ760； V257 文献标识码： A 文章编号： 1673-5048（2018）03-0088-05

0 引 言

与传统金属材料相比， 复合材料具有高强重比、 低热胀性、 出色的刚度、 优秀的疲劳性能和抗腐蚀性能等特点[1]， 无论是军用飞机还是民用飞机， 复合材料在飞机中比重都在不断加大， 应用范围从最初的次承力构件（例如控制面）发展到现在的主承力结构（例如机翼盒段）[2-3]。

飞机结构中常用的复合材料面内力学性能优越， 但层间断裂韧性及层间强度偏低， 在外荷载作用下易产生分层， 对冲击破坏异常敏感[4]。 然而， 飞机复合材料部件在制造、 维修和使用过程中不可避免地会受到各种外部冲击， 如飞行中的鳥撞、 起飞和降落过程中的石子撞击、 装配维修中的工具坠落等。……