跨厚比對高強玻璃纖維增強復合材料單向板彎曲性能的影響

白 鑫, 王云英, 王雅娜, 陳新文, 何玉懷

（1．中國航發北京航空材料研究院, 北京 100095；2．南昌航空大學 材料科學與工程學院, 南昌 330063）

玻璃纖維/聚合物基復合材料具有高比強度、高比模量、優異的耐疲勞性能、良好的耐腐蝕性能且價格較低等優點，廣泛應用于航空航天、汽車工業、體育器械等領域[1-5]。大多數材料或構件在使用過程中不可避免地會受到彎曲載荷作用而產生損傷或破壞，所以復合材料的彎曲性能（彎曲強度、彎曲模量等）是質量控制、應用評價必須考慮的關鍵性能指標。彎曲性能測試方法主要有三點彎曲、四點彎曲測試法，其測試結果都會受到層間剪切應力的影響。研究表明，跨厚比的變化能改變層間剪切應力對彎曲性能測試的影響[6]。國內外相關標準對跨厚比的規定均不相同，國內外研究者對此進行了一些相關研究[7-8]。

周少榮等[9]研究了跨厚比對C/C 復合材料層合板室溫、高溫彎曲性能測試結果的影響，結果表明，當跨厚比大于臨界跨厚比時，C/C 復合材料的彎曲強度不再增加，層間剪切應力對彎曲性能的影響隨跨厚比的增加逐漸削弱。Syayuthia 等[10]研究了不同跨厚比（32、40、60）的碳纖維/環氧樹脂復合材料夾層板三點彎曲測試結果的影響，結果表明，當跨厚比增大時，碳纖維/環氧樹脂復合材料夾層板的彎曲強度降低，并指出彎曲強度的降低可能由于裂紋長度的增加。Nandanwar 等[11]研究了不同跨厚比（10、20、32、48）對膠合板彎曲性能的影響，發現膠合板的彎曲彈性模量（modulus of elasticity，MoE）、斷裂模量（modulus of rupture，MoR）均隨著跨厚比的增大而增大，但增大幅度越來越小，并建議膠合板的三點彎曲性能測試的臨界跨厚比為20。……