纤维铺放缺陷（间隙和搭接）对高性能复合材料层间性能的影响

摘要整理

自动纤维铺放（AFP）技术曾局限于航空航天领域，如今在海洋结构中获得广泛认可并展现出巨大潜力。本文研究了AFP制造工艺中的缺陷（间隙和搭接）对碳纤维/环氧树脂复合材料层外性能的影响。通过短梁剪切试验测得的表观层间剪切强度不受缺陷影响。然而，缺陷对分层扩展行为产生显著影响。在Mode I（拉伸）加载下，观察到轻微的裂纹阻滞效应，导致表观断裂能增加，特别是采用垫板工艺制造的试样。在Mode II（面内剪切）加载下，缺陷影响更为显著，表现为层间断裂韧性提高：小间隙试样从稳定扩展转变为大间隙试样的不稳定扩展与裂纹阻滞。研究结果表明，AFP制造缺陷对复合材料的层间性能具有复杂的非单调影响，需要在工艺控制和设计应用中予以重视。

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