新型三维打印木质-聚乳酸夹层对复合材料II型分层的影响

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夹层法是增强层合复合材料抗分层性能的有效手段。然而，传统夹层制备方法受限且成本较高。本研究探究了创新型三维打印木质-聚乳酸（PLA）夹层对玻纤/环氧树脂复合材料II型层间断裂韧性（ILFT）的影响。该夹层采用菱形网格结构设计，使得打印丝材在分层界面处与树脂体积百分比相等。采用端部缺口弯曲（ENF）试样，通过基于柔度梁法测定II型ILFT。实验结果表明，三维打印夹层使初始载荷容限提高约32%。含夹层试样的R曲线分析显示，与无夹层试样相比，临界分层参数显著提升，其中裂纹过程区长度增加约23%，初始ILFT提高约80%，扩展ILFT提高约44%。增强试样的断裂面分析表明，夹层对ENF试样的抗分层性能产生积极影响。夹层在分层界面处形成更大的富树脂区域，增加界面摩擦力，促进裂纹前缘钉扎机制的产生，并改变裂纹扩展方向。研究结果表明，三维打印木质-PLA夹层是一种经济高效的增强方法，具有显著的工程应用潜力。

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