碳纤维/环氧树脂复合材料层板在低温下的高速冲击响应

摘要整理

复合材料层板在飞行过程中暴露的飞机结构或低温储罐中会经历低温环境。低温与高速冲击的复合作用对其完整性构成威胁。本研究调查了碳纤维/环氧树脂层板在高速冲击（70~500 m/s）下的行为，分别在室温和低温（-150 °C）条件下进行，同时考虑了两种不同的层板取向相对于射弹方向的影响。通过C扫描和X射线断层扫描揭示的低温冲击试样损伤形态显示，纤维断裂密度和基体剪切裂纹密度均增加，但这并未导致投影损伤面积的扩大。通过层间剪切强度测试的实验分析和层间热应力计算，排除了温度下降过程中诱发的损伤机制与该特殊损伤形态的关联性。研究结果表明，低温环境下复合材料的损伤机制与常温条件存在显著差异，纤维与基体界面的脆性增加是导致损伤形态改变的主要原因。

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