EMAA含量对平纹编织碳纤维复合材料层间断裂自修复性能的影响研究

摘要

基于试验和数值方法研究了聚乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)的含量对平纹编织碳纤维复合材料层间断裂性能和修复效果的影响。采用三维缝合增韧和分阶段固化工艺制备EMAA自修复单向层合碳纤维复合材料,基于Ⅰ型层间断裂韧性试验,研究了复合材料在加载和修复状态下的裂纹扩展行为和断裂韧性性能。使用非线性弹簧模型进行离散桥联机理的研究,同时,通过双分区黏聚区模型以及修正弹簧参数,实现修复前后数值建模和仿真计算。试验和仿真研究结果表明:所建立的数值模型能够较准确地预测原始和修复后具有三维自修复网络的复合材料的Ⅰ型裂纹扩展阻力曲线和断裂韧性。EMAA的掺入提高了层间裂缝的实际韧性,层间韧性和修复效率都与EMAA的含量呈正相关关系。