树脂对碳纤维/玻璃纤维层间混杂复合材料湿态弯曲特性影响
2021-03-22陈国涛段金生夏奕
工程塑料应用 2021年3期
关键词:复合材料
陈国涛,段金生,夏奕
(海军工程大学舰船与海洋学院,武汉 430033)
当前,随着新材料研发、制造工艺及结构设计水平的不断提高,复合材料在舰艇结构中的应用越来越广泛,应用范围逐渐由轻质壳板等受力较小的结构向中等承载或主承载的桅杆、上层建筑甚至主船体发展,应用较为广泛的纤维增强复合材料主要包括碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料,其中,碳纤维强度和模量更高,但价格较贵,而玻璃纤维价格虽然便宜,强度和模量相对较低。因此,对于复合材料结构设计者而言,为了获得力学性能和制造成本的综合优势[1-5],碳/玻层间混杂铺层设计方案的应用和研究越来越多[6]。
然而,由于纤维织物不同,其纤维丝束表面粘结剂不同,进而导致不同纤维织物对同一树脂基体的浸润性存在差别,比如,碳纤维与环氧树脂的浸润性优于玻璃纤维,玻璃纤维与乙烯基脂树脂浸润性优于碳纤维,而纤维织物与树脂基体浸润性不同,则对成型后碳/玻层间混杂复合材料强度,尤其是层间界面粘接强度影响较大。加之,舰艇复合材料结构服役环境的特殊性,如海水浸泡、高低温交替、盐雾腐蚀[7-8]等因素以不同机制作用于复合材料结构,会直接导致复合材料结构发生老化,进而导致复合材料力学性能下降,影响复合材料及其构件的使用寿命。碳/玻层间混杂复合材料主要由增强纤维和树脂基体组成[9-10],树脂基体赋予复合材料结构整体性和完整性,并起着传递和均衡载荷的重要作用。……
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