三維編織與層合復(fù)合材料力學(xué)性能對比試驗(yàn)

張 迪， 鄭錫濤， 孫 穎， 范獻(xiàn)銀

(1.西北工業(yè)大學(xué) 航空學(xué)院， 西安710072； 2.天津工業(yè)大學(xué) 復(fù)合材料研究所， 天津 300160)

三維編織與層合復(fù)合材料力學(xué)性能對比試驗(yàn)

張 迪1， 鄭錫濤1， 孫 穎2， 范獻(xiàn)銀1

(1.西北工業(yè)大學(xué) 航空學(xué)院， 西安710072； 2.天津工業(yè)大學(xué) 復(fù)合材料研究所， 天津 300160)

對比研究利用相同碳纖維、基體和相同制備工藝(RTM)加工的三維多向編織和層合板復(fù)合材料的力學(xué)性能。四種三維多向編織結(jié)構(gòu)分別利用三維四向、三維五向、三維六向和三維七向編織工藝制備；三種層合復(fù)合材料利用簾子布制成，分別為0°單向板、90°單向板和層合板[0/(±45)2/90]2s。采用相同的拉伸、壓縮和剪切試驗(yàn)方法對各類試樣進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：與三維編織試樣相比，0°單向板的拉伸和壓縮性能最高，而其他層合試樣的各項(xiàng)性能均較低；對于編織試樣，編織角越小，縱向拉伸和壓縮性能越高，剪切性能越低；編織結(jié)構(gòu)也是影響編織試樣力學(xué)性能的重要因素。同時(shí)，對試樣的破壞模式也進(jìn)行了討論，發(fā)現(xiàn)編織結(jié)構(gòu)和編織角是影響材料破壞模式的重要因素。

復(fù)合材料；三維編織；試驗(yàn)；力學(xué)性能；破壞模式

近30年來，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量針對三維編織復(fù)合材料的研究工作[1～10]。三維編織復(fù)合材料作為一種新型復(fù)合材料具有很多傳統(tǒng)材料所不具有的優(yōu)點(diǎn)，它突破了傳統(tǒng)復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)的概念，具有復(fù)雜的空間網(wǎng)絡(luò)互鎖結(jié)構(gòu)，且克服了傳統(tǒng)的復(fù)合材料層合板層間性能弱、抗沖擊性能差等弱點(diǎn)，目前已在航空航天、生物醫(yī)療、體育用品等方面得到應(yīng)用[11～13]。……