湿热环境下复合材料层合板的挤压性能

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在工程运用中,复合材料的连接问题是决定结构有效性的关键。另外,复合材料经常要在温度和湿度共同作用下工作,时间久了材料性能退化会发生脆性破坏,造成重大损失。本文为研究湿热环境下复合材料层合板的挤压行为,重点开展了两类试验:一是对碳纤维环氧树脂复合材料的吸湿试验;二是单钉双剪典型连接试验。  吸湿研究表明:碳纤维/环氧树脂复合材料层合板的吸湿过程分为两个阶段:第一阶段呈线性上升,第二阶段则是明显的非线性。相同材料、厚度情况下,45°铺层比例越高,材料的吸湿速率越快。较薄的层合板可忽略沿厚度方向的吸湿影响,较厚的层合板第一阶段的周期相对较长。  单钉双剪挤压试验表明:挤压的破坏过程呈非线性,加载到极限强度的50%-65%会出现初始损伤点。高温湿热(70°C,85%)环境下材料的初始损伤点应力和极限强度都下降很多。相同材料和厚度、90°铺层比例为10%情况下,45°铺层比例为50%时极限强度最高,而挤压的初始峰值应力随着45°铺层比例的减少而降低。  最后,结合试验结果,用一种目前广泛使用的经验方法得出了应力集中减缓因子 C随0°层的变化曲线,可用于工程中初步估算该材料的挤压强度。
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