單向玻璃纖維增強樹脂基體復合材料拉伸失效機理

鄭吉良， 孫 勇， 彭明軍

(昆明理工大學 材料科學與工程學院，昆明650093)

纖維增強樹脂基體復合材料具有強度高、抗蠕變與高回彈性等優點，已被廣泛應用于航空、航天、石油與建筑等各個行業［1～3］。研究表明，該類復合材料力學性能很大程度上依賴于纖維在基體中的埋深長度、基體對纖維包裹厚度以及纖維與基體間界面黏結強度。何先成等［4］自制CCF300級碳纖維U-3160 織物增強環氧樹脂復合材料，分析碳纖維含量對復合材料形狀記憶性能的影響。錢鑫等［5］研究了碳纖維表面化學結構對其增強環氧樹脂基復合材料性能的影響。黃麗等［6］對連續碳纖維增強ABS 熱塑性樹脂復合材料力學性能、熱性能、動態黏彈性及微觀形貌進行研究，并分析該復合材料制備工藝對界面性能的影響。Yuan等［7］制備了有機無溶劑聚丙烯酸納米乳液作為碳纖維上漿劑，通過碳纖維/PES 樹脂復合材料揭示范德華力在界面處起到的作用。盧杰等［8］研究了纖維含量和纖維長度對酚醛泡沫壓縮性能影響規律，對比了不同的增強形式纖維增強酚醛泡沫復合材料的壓縮性能與保溫性能。Pyo 等［9］研究了單向纖維增強金屬基復合材料在橫向載荷下，界面從完好無損到漸漸受損情況下彈塑性損傷模型。Liu 等［10］利用乙烯基酯乳液型上漿劑使得碳纖維/乙烯基酯的材料層間剪切強度提高了21%。纖維長徑比影響因素一直是纖維增強復合材料力學領域研究的重點，國內外學者都建立了纖維長徑比理論模型［11～16］。……