温度对碳纤维-环氧复合材料弯曲强度和层间剪切强度的影响：实验与建模

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碳纤维复合材料因其在室温下优异的比强度而备受关注。准确预测温度对弯曲强度和层间剪切强度（ILSS）的影响具有重要意义。本研究采用缠绕工艺制备了T700碳纤维增强复合材料，使用两种不同环氧树脂（Epofine和LY556），分别命名为TE和TL复合材料。动态力学分析（DMA）测试表明TE和TL复合材料的玻璃化转变温度（Tg）分别为177°C和192°C。在−20、0、室温、90、105、150、170和200°C八个温度点进行了三点弯曲试验和短梁剪切试验。结果表明弯曲强度和ILSS随温度升高呈线性递减。弯曲试样断裂分析显示：−20°C时主要为纤维断裂，高温时主要为微屈曲失效。ILSS试样断裂分析表明：−20°C时主要为分层伴微裂纹，高温时主要为基体塑性变形。提出了一种新的经验模型用于预测温度相关的弯曲强度和ILSS。该模型仅需室温下的强度值、Tg值及DMA测得的储能模量，即可估算温度对弯曲强度和ILSS的影响规律，从而避免大量高温实验。

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