电-湿耦合作用下碳纤维增强树脂基复合材料损伤机制

摘要

针对航空结构碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在电-湿耦合多场作用下的损伤机制进行研究,采用复合材料电-湿耦合环境测试平台对CFRP试样进行电-湿耦合处理,对试样表面温度进行实时监测,获得试样表面温度随电流强度大小与通电时间的变化规律,以及不同电流强度下CFRP试样的失重率变化;对不同环境条件处理后的CFRP试样进行弯曲性能测试,并对其断口形貌与表面形貌进行观测和分析。结果表明,通电电流强度越大,CFRP试样的表面稳定温度越高,同一电流值处理下CFRP试样表面稳定温度随通电时间的增加呈上升趋势;经9 A电-湿耦合处理24 h后的试样,其试样吸湿开始大于脱湿,经10 A电-湿耦合处理96 h后的试样达到吸湿-脱湿平衡,经12 A、15 A电-湿耦合处理后的试样出现不同程度的质量损失;不同电流强度电-湿耦合处理后,对界面均有一定程度损伤,使得弯曲强度下降,下降幅度与电流强度呈正相关。