复合材料学报

作者：郑昊, 李岩, 涂昊昀,

关键词：碳纤维复合材料, 断裂韧性, 层间增韧, 短纤维插层, 纤维桥联, 力学性能,

碳纤维/环氧树脂复合材料因具有高的比强度、比模量、抗疲劳性好等优点，已在航空航天、轨道交通、汽车等领域得到越来越广泛的应用。然而作为碳纤维/环氧树脂复合材料的主要结构形式之一的层合板结构，由于厚度方向没有纤维，导致层间性能最弱，极易发生分层破坏，影响结构的承载性能。短纤维层间插层增韧是改善碳纤维/环氧树脂复合材料层间性能的有效手段，近年来，国内外学者开展了大量的相关研究工作，但仍缺乏短纤维层间插层增韧的系统研究。本论文选用碳纤维、亚麻纤维及Kevlar纤维作为插层短纤维，系统地分析和讨论了短纤维种类、插层面密度和纤维长度对碳纤维/环氧树脂复合材料层间增韧效果的影响。结果表明，对于不同的短纤维插层，均存在着随着短纤维长度和插层面密度的增加，复合材料层间断裂韧性先上升后下降的趋势。在此基础上揭示了不同种类纤维的增韧机制，纤维桥联、裂纹扩展路径改变、纤维多层级破坏及纵向撕裂等均有助于复合材料层间断裂韧性的提高，研究结果为短纤维插层增韧复合材料的结构设计奠定了基础。

来源：2022年第8期

《复合材料学报》期刊编辑部

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