【摘 要】
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利用碳纤维织物与树脂薄膜制备了0.2 mm、0.3 mm与0.5 mm三种不同厚度的碳纤维感应元件，并开展碳纤维增强热塑性复合材料（Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Composite， CFRTP）感应焊接建模仿真与工艺试验。观察CFRTP感应焊接接头成形形貌，开展接头拉伸剪切强度测试与断口形貌分析，着重探究感应元件厚度对接头力学性能与断裂形式的影响。研
【机 构】
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南京航空航天大学材料科学与技术学院
【基金项目】
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先进复合材料国防科技重点实验室开放基金（6142904180105）；
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利用碳纤维织物与树脂薄膜制备了0.2 mm、0.3 mm与0.5 mm三种不同厚度的碳纤维感应元件，并开展碳纤维增强热塑性复合材料（Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Composite， CFRTP）感应焊接建模仿真与工艺试验。观察CFRTP感应焊接接头成形形貌，开展接头拉伸剪切强度测试与断口形貌分析，着重探究感应元件厚度对接头力学性能与断裂形式的影响。研究结果表明：碳纤维感应元件能在不引入异质材料的前提下实现CFRTP的高质量感应焊接，但接头界面温度分布具有明显的不均匀性；随着感应元件厚度的增加，过量的树脂会降低接头的成形效果、连接质量与力学性能，同时界面的有效连接面积也随之减小；当感应元件厚度为0.2 mm时，焊接接头的拉伸剪切强度最高可达23.77 MPa；焊接接头的断裂形式包括感应元件内聚破坏、母材表层自破坏、界面破坏和混合破坏，造成接头失效的断裂机制会根据感应元件厚度的改变而发生变化。
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