环境温度对碳纤维复合材料层合板力学性能的影响
2021-09-09丁文喜李群芳张春雨
科学技术与工程 2021年22期
杨 康, 丁文喜, 梁 宇*, 李群芳, 张春雨, 王 乐
(1.辽宁通用航空研究院设计部, 沈阳 110136; 2.沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室, 沈阳 110136;3.辽宁锐翔通用飞机制造有限公司, 沈阳 110136)
碳纤维/环氧树脂复合材料(CF/EP)具有质轻、价廉和比刚度高等优点,在航空航天高等科技领域日益受到重视[1-3]。如今民用飞行器的机身框、仪表箱等结构多使用CF/EP[4]。中国地理南北维度跨度大,南北方温度气候差异较大。因此对CF/EP在高温潮湿和低温干燥环境的力学性能的研究日益成为热点[5]。
目前高温与低温性能对碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能的影响的相关因素。中外有许多位学者有深入的研究分析。外国的Sethi等[3]从演变原因、界面强度和稳定性方面对纤维增强聚合物复合材料的环境效应进行了评述。Hu等[5]对运输类飞机在过冷或结冰条件下的安全可靠性进行了研究,为解决同类机型的适航问题提供了一定的参考。中国的马如飞等[6]研究发现在低温-60 ℃~-82 ℃下,复合材料及夹芯结构强度随着温度降低而升高,低温下树脂基和碳纤维的收缩率不同,从而增强界面黏合强度。罗建等[7]研究碳纤维/环氧树脂在不同低温环境中暴露不同时间对其拉伸性能的影响和损伤机制,利用扫描电镜显微镜(SEM)发现其拉伸强度随低温暴露时间的增长呈现先增后降的趋势。谭伟等[8]设计了碳纤维增强树脂复合材料在80 ℃的环境下进行0、120、240、480、600、和720 h的老化测试。发现随着高温时间的增加,树脂与碳纤维界面结合力显著下降。……
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