碳纤维复合材料雷电防护特性仿真及试验研究

摘要

为了研究不同防护方式下的碳纤维增强型复合材料(CFRP)层合板雷电损伤特性,针对无防护、喷铝涂层防护以及铜网防护的三种CFRP层合板注入D+B+C*雷电流组合波形,通过观察损伤区域、C扫描探测并结合电热耦合与电流密度分布仿真,研究不同防护方式下CFRP损伤特性。研究表明,CFRP损伤类型有树脂烧蚀、纤维断裂、分层等损伤形式。在注入组合波形后,无防护层合板损伤沿纤维方向,喷铝涂层防护层合板损伤呈近似圆形,铜网防护层合板损伤呈近似菱形,且喷铝涂层对CFRP的雷电防护效果最好,损伤面积为844.02mm2,损伤深度为0.43mm。电流密度的分布与损伤区域有很强的相关性,上层电流密度会影响下层铺层温度拓展。