碳纤维、碳/玻混杂纤维层合板力学性能对比研究
2021-11-08常新龙张有宏
兵器装备工程学报 2021年10期
王 震,常新龙,张有宏,王 伟,胡 宽
(火箭军工程大学,西安 710025)
1 引言
碳纤维复合材料具有比模量大、比强度大、耐高温、易于设计等优良特性,被广泛应用于航空航天、交通运输等重要领域。目前,我国固体火箭发动机大都采用T700碳纤维环氧树脂基复合材料,其缠绕成型可广泛用于火箭壳体、压力容器、管道等系列复合材料产品的制造,发展较为成熟[1]。但碳纤维复合材料价格不菲,寻找制造成本较低、力学性能相近的替代型纤维复合材料十分重要。混杂纤维增强复合材料是20世纪70年代发展起来的一种新型复合材料,是指由2种或2种以上纤维增强、一种或多种基体,通过协调匹配、取长补短,产生协同混杂效应的复合材料[2]。通过改变纤维的种类、混杂比例、混杂方式等,可以获得不同性能的混杂复合材料[3]。
陈庆林[4]制备了碳/玻层内混杂复合材料、层间混杂复合材料,通过拉伸试验对比分析不同纤维种类的混杂效应;杨松[5]采用不同结构的混杂纤维进行复合材料力学性能测试,发现拉伸强度差别较小;Jalalvand等[6]提出了基于有限元的新方法,模拟拉伸载荷作用下碳/玻混杂纤维层合板可能发生的所有损伤模式。
目前,国内外研究内容大多针对碳/玻层间或层内混杂纤维复合材料层合板某一个对象,并结合力学性能试验,对比分析不同材料组成成分的影响。但对于碳纤维与碳/玻层间混杂纤维复合材料层合板对比研究较少,在材料临界强度下,是否可以采用碳/玻混杂纤维复合材料层合板替代碳纤维复合材料层合板来降低成本有待研究。……
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