低能量冲击对含孔隙CFRP层合板力学性能的影响研究

摘要

本文主要研究了孔隙形貌特征，孔隙率对 CFRP层合板力学性能的影响，低能量冲击对 CFRP层合板损伤程度的影响，低能量冲击对冲击后 CFRP层合板力学性能的影响以及含孔隙CFRP层合板受低能量冲击有限元模拟。
　　研究结果表明，随着孔隙率的增加，孔隙平均长度、平均宽度、平均长宽比、平均面积均要增大。小孔隙率的孔隙主要分布在树脂富余区域和纤维束之间，彼此相互分离，形状以球形、长宽比较小的椭球形为主，大孔隙率的孔隙主要分布在层间界面、纤维束和树脂富余区，且彼此距离比较近，甚至有的连在一起。形状为球形，长宽比较大的椭球形，拉长形和扁平盘形孔隙。随着孔隙率的增加，层合板的力学性能均有所下降。
　　随着冲击能量的增加，层合板的损伤程度越来越严重，层合板的力学性能越来越差。当层合板受相同能量冲击时，孔隙率越大，冲击损伤破坏的程度就越大，材料的力学性能就越差。
　　有限元模拟了层合板的受冲击过程，模拟了层合板各层的Von Mises应力分布情况，发现层合板各层的破坏情况跟该层的铺层顺序有关，模拟了孔隙对层合板受冲击性能的影响，孔隙附近出现了严重的应力集中现象。

目录

低能量冲击对含孔隙CFRP 层合板力学性能的影响研究

THE EFFECTS OF LOW-ENERGY IMPACT ONTHE MECHANICAL PROPERTIES OF CARBONFIBER REINFORCED POLYMER LAMINATESWITH VOIDS

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 研究的目的与意义

1.3 国内外孔隙的研究现状

1.4 国内外复合材料冲击性能的研究现状

1.5 复合材料冲击模拟研究现状

1.6 本文主要研究内容

第2章 试验材料及试验方法

2.1 CFRP 层合板制备

2.2 孔隙率范围的检测

2.3 孔隙形貌特征的分析

2.4 常温环境下层压板力学性能测试

2.5 常温环境下低能量冲击试验

第3章 常温环境下孔隙的研究

3.1 引言

3.2 常温环境下CFRP 孔隙特征的分析

3.3 常温下孔隙率的检测

3.4 常温下力学性能测试

3.5 本章小结

第4章 低能量冲击对含孔隙CFRP 层合板力学性能的影响研究

4.1 引言

4.2 CFRP 受不同冲击能量的冲击试验

4.3 同种冲击能量，不同孔隙率对CFRP层合板剩余强度的影响

4.4 CFRP 层合板的有限元模拟

4.5 本章小结

结论

参考文献

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致谢