考虑偏轴角影响的2.5D机织复合材料冲击后压缩性能
2021-07-04戴云锋张典堂刘晓东赵军华
轻工机械 2021年3期
戴云锋, 张典堂, 刘晓东, 赵军华, 孙 琎*
(1.江南大学 机械工程学院, 江苏 无锡 214122; 2.江南大学 纺织科学与工程学院, 江苏 无锡 214122)
复合材料因具有高比强度、高比刚度、轻质、耐腐蚀和抗疲劳等优点,广泛应用于汽车、航空航天、船舶、建筑和体育器材等领域[1-3]。传统的复合材料层合板由于只在面内存在增强纤维,而在层和层之间只能依靠基体来传递和承受面外载荷,所以存在易分层的缺点。不同于层合复合材料,2.5D机织复合材料通过在厚度方向上接结经纱增强了层间性能,相对于层合复合材料其结构整体性更强,剪切强度和冲击损伤容限更高[4-6];2.5D机织复合材料又不同于三维正交机织复合材料接结经纱在厚度方向贯穿整个试件厚度,而是连接相邻的两层纱线且与厚度方向成一定角度,故在空间中仅视作半维。2.5D机织复合材料不仅具有织造工艺稳定、一次成型和可连续化生产的特点,还具有生产效率高、生产成本低以及可设计性强等优点,可满足大规模的工业生产需求[7]。
复合材料在一些复杂的工作环境中,受到其他物体的撞击,导致低速冲击损伤事件时有发生。这类损伤通常受冲击表面痕迹很小,目视难以发觉或勉强可检,损伤往往发生在材料内部。在后续使用过程中,冲击产生的基体裂纹等损伤会继续拓展,易造成应力集中从而导致如压缩强度、弯曲强度、弯曲刚度等材料性能降低[8],所以对于材料抗冲击性能的研究是很有必要的[9-10]。……
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