缝合复合材料的研究进展及其在海洋领域的应用
2021-01-06林琛,成玲
纺织学报 2020年12期
林 琛,成 玲
(1. 天津工业大学 纺织科学与工程学院,天津 300387;2. 天津工业大学 先进纺织复合材料教育部重点实验室,天津 300387;3. 天津工业大学 物理科学与技术学院,天津 300387)
纤维增强层合复合材料具有高比强度、优异的可设计性等诸多优点,使其在航天航空领域、汽车行业和海洋工程中都得到了广泛的应用。传统的层合复合材料在厚度方向上缺乏纤维增强[1],层间仅靠纤维和树脂之间的粘合作用,在受到平面外静态或动态载荷时,易引起层间损伤,限制了层合复合材料的应用。
近年来,随着全球海洋资源的开发与利用,复合材料在海洋环境中的应用需求越来越迫切。研究表明:传统的层合复合材料在湿热环境下,由于树脂基体吸湿溶胀而产生的塑化作用[2-3],导致了其力学性能下降,同时由于基体的湿/热膨胀系数远大于纤维,将会在纤维/基体界面处产生内应力,造成界面脱粘[4],严重影响层合复合材料的层间力学性能。此外,在盐雾环境下还可能存在水分子水解树脂基体的分子链端,使得层合复合材料出现裂纹、孔洞、分层等,导致其力学性能降低[5]。缝合增强是提高层合复合材料层间力学性能和耐冲击损伤性能的一种有效方法,并已获得了满意的结果。缝合方式、缝合密度、缝线粗细等与缝合复合材料的力学性能显著相关[6]。在海洋环境下,缝合参数与湿热、盐雾等环境因素相互耦合,可对缝合复合材料的力学性能造成更为复杂的影响[7]。……
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