2.2 不同復(fù)合材料體系對(duì)層合板沖擊損傷的影響
選擇四種復(fù)合材料體系,分別為T300/BMP-316復(fù)合材料、AS4/3502Gr/Ep復(fù)合材料、T300/976Gr/Ep復(fù)合材料以及T300/KH-304復(fù)合材料。
受5.9J能量沖擊后,四種不同材料層合板的整板損傷比較如圖4所示。從圖4中可以看出,就纖維斷裂而言,AS4/3502Gr/Ep復(fù)合材料層合板的損傷最少,然后依次是T300/KH-304、T300/976Gr/EP和T300/BMP-316。說明按上述順序,四種層合板的縱向拉伸強(qiáng)度將依次降低。就分層損傷來說,T300/BMP-316層合板的損傷最少,然后依次是T300/KH-304、T300/976Gr/Ep和AS4/3502Gr/Ep。說明按上述順序,四種層合板的層間抗沖擊性能依次降低。
表5為本文預(yù)測(cè)的四種不同材料層合板的整板沖擊損傷面積(沖擊能量為5.9J)。從表5可以看出耐于AS4/3502Gr/Ep復(fù)合材料和T300/976Gr/Ep復(fù)合材料,其損傷面積相差不多;而對(duì)于T 300/976Gr/Ep、T300/KH-304以及T300/BMP-316這三種復(fù)合材料,雖然它們的纖維是相同的,但是由于其基體的區(qū)別,導(dǎo)致了沖擊損傷面積逐漸降低,即976Gr/Ep、KH-304和BMP-316這三種基體的抗沖擊能力依次增強(qiáng)。
2.3 不同鋪層方式對(duì)層合板沖擊損傷的影響
層合板為T300/BMP-316復(fù)合材料,選擇四種鋪層方式,如表6所示。受5.9J能量沖擊后,四種不同鋪層參數(shù)層合板的整板損傷比較見圖5。其中,0°鋪層方向?yàn)樗椒较?。從圖5可以看出,雖然四種鋪層參數(shù)層合板的整板損傷都近似于橢圓形,但是隨著0°鋪層的增加,橢圓形的長(zhǎng)軸逐漸由90°方向向0°方向轉(zhuǎn)變,這說明鋪層參數(shù)對(duì)層合板沖擊損傷投影圖形的長(zhǎng)軸方向有影響。從損傷模式來看,各種鋪層參數(shù)的層合板都出現(xiàn)了基體開裂、分層和纖維斷裂等損傷。
四種不同鋪層參數(shù)層合板的沖擊損傷面積見表7(沖擊能量為5.9J)。從表7可以看出,各種鋪層參數(shù)層合板的沖擊損傷面積相差無幾。這說明在其他條件都相同的情況下,鋪層參數(shù)對(duì)層合板的沖擊損傷面積影響不大。
3 結(jié)淪
(1)在沖頭沖擊層合板的過程中,沖頭的速度具有波動(dòng)性,且沖擊物越硬,其速度波動(dòng)性越小。
(2)在相同沖擊能量條件下,沖擊物越硬,層合板各鋪層的損傷面積越大,且層合板內(nèi)部的損傷程度越嚴(yán)重。
(3)不同鋪層參數(shù)會(huì)影響層合板的沖擊損傷投影圖形的長(zhǎng)軸方向,但對(duì)層合板的沖擊損傷投影面積大小幾乎沒有影響。
(4)不同復(fù)合材料體系,其層間性能及抗沖擊能力有一定的區(qū)別。對(duì)于T300/BMP-316、T300/KH-304、T300/976Gr/ EP和AS4/3502Gr/Ep四種復(fù)合材料層合板,其層間抗沖擊性能依次降低;對(duì)于976Gr/Ep、KH-304和BMP-316三種基體,其抗沖擊能力依次增強(qiáng)。