玻纤和碳纤粉末环氧复合材料混合型层间断裂韧性研究——风力和潮流能涡轮叶片设计应用

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粉末环氧复合材料在大型复合材料结构加工中具有多项优势，包括低放热性、低粘度、低材料成本，以及可分离进行熔融和固化操作的工艺灵活性。本研究系统评估了单向缝合玻纤和碳纤增强粉末环氧复合材料的I型和混合型层间断裂韧性，以及面内力学性能。采用双悬臂梁（DCB）试验研究纯I型层间断裂韧性，按照ASTM D5528-13标准进行混合型弯曲（MMB）试验，分别研究25% II型、50% II型和75% II型混合模式下的层间断裂韧性。研究结果表明，该粉末环氧复合材料的拉伸和压缩性能与标准环氧复合材料相当，但I型和混合型层间断裂韧性显著高于其他环氧复合材料，甚至优于增韧型环氧复合材料。同时提供了混合型临界应变能释放率与分层模式比的函数关系。本研究突出了粉末环氧复合材料在存在分层风险的结构制造中的应用潜力，为风力和潮流能涡轮叶片等大型复合材料结构的设计提供了重要参考。

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