厚度和回收磨碎玻纤填料对聚合物复合材料角形支架分层抗力的影响

摘要整理

具有L形、C形和T形几何结构的复合材料构件广泛应用于航空航天结构设计中，这些复杂结构在弯曲区域易发生分层失效。本研究通过改变厚度和添加回收磨碎玻纤填料，探究其对玻纤/环氧复合材料角形支架强度性能和分层抗力的影响。制备了三种不同厚度的试样：3.5 mm（16层）、5 mm（24层）和6.5 mm（32层），采用四点弯曲试验结合声发射（AE）监测评估损伤抗力。力学结果表明，6.5 mm厚度试样具有最佳的损伤容限，其次为3.5 mm和5 mm试样。声发射信号位置和信号百分比能够在5 mm厚度试样加载早期阶段检测到分层的萌生和扩展。通过添加2 wt%填料，5 mm厚度试样的弯曲梁强度和层间拉伸强度（ILTS）分别提高了31.02%和19.2%。采用傅里叶变换红外光谱分析研究了填料与环氧基体间的界面粘合性，确认了分层抗力的改善。最后，将力学和声发射结果与场发射扫描电子显微镜图像关联分析，表征了复合材料角形支架的损伤机制。

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