開孔三維編織復(fù)合材料的剪切性能.pdf

1、三維編織復(fù)合材料具有結(jié)構(gòu)整體性、抗分層性能優(yōu)良的特點，主要應(yīng)用在航空航天、軍工等領(lǐng)域。實際上，三維編織復(fù)合材料在很多方面需要與其它部件進(jìn)行機(jī)械連接，這就需要對三維編織部件進(jìn)行打孔及螺栓連接。機(jī)械開孔會影響三維編織復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)及性能，因此需要對其進(jìn)行深入研究以了解機(jī)械開孔及螺栓加載后試樣的破壞模式。剪切性能是材料的一項重要性能，但目前針對層合復(fù)合材料的層間剪切性能及破壞模式研究比較深入，對三維編織復(fù)合材料的剪切性能研究并不多。
　

2、　本文通過三點彎曲方法測試了開孔和螺栓加載后三維四向及五向編織復(fù)合材料剪切性能，研究材料的剪切破壞模式。分別制備四種樣品:無孔編織件、機(jī)械開孔無螺栓加載的編織件、機(jī)械開孔且分別螺栓加載5次和10次的試件。本文需要研究的問題包括:使用限力矩扳手對三維四向及五向材料上的螺栓進(jìn)行力矩加載，卸除螺栓后進(jìn)行三點彎剪切測試，研究螺栓加載對試樣產(chǎn)生的擠壓力對三維編織復(fù)合材料剪切性能的影響;對測試后試件的橫向截面、縱向截面及側(cè)面截面的裂紋走向及分布規(guī)律

3、進(jìn)行觀測并分析其破壞模式。
　　實驗結(jié)果如下:對于三維四向及五向編織復(fù)合材料，機(jī)械開孔會造成試樣剪切性能的下降，但這種降低趨勢只是由于經(jīng)過孔纖維束的切斷;加載螺栓對試樣表面的擠壓力只是對試樣表面產(chǎn)生輕微損傷但不會明顯影響材料的剪切性能。材料的破壞模式:三維四向及五向編織復(fù)合材料裂紋分布的共同點——在試樣縱向截面內(nèi)，裂紋的擴(kuò)展區(qū)域成弧形，在縱向截面中裂紋區(qū)域長度沿著厚度方向從表面到中部逐漸縮短;不開孔試件表面裂紋分布區(qū)域為矩形，開孔