薄针迹玻纤增强复合材料层间分层模式I分析

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分层是层合复合材料的主要失效模式，通常由层间基体开裂引发，导致结构性能严重退化。为解决此问题，已探索多种层厚增强策略，包括三维编织结构。虽然这些设计显著提高了抗分层性能，但由于可重复性挑战以及先进制造系统的高成本和操作复杂性，工业应用仍受限。本研究调查了一种替代性层厚增强方法——穿厚针迹，旨在增强商用玻纤层合板的模式I分层抗力，同时保持其原有结构。采用低粘度环氧树脂灌注系统（MAX 1618 A/B）和[0/90]双向玻纤织物制造复合材料。在预定义的针迹结构中引入八股聚乙烯线（Ø = 0.12 mm），包括三种纵向图案，分别具有2条、3条和5条连续针迹线，分别称为AV、BV和CV样品。结果表明，针迹显著提高了模式I层间断裂韧性GIC，AV、BV和CV样品分别达到0.3808、0.4152和0.5192 kJ/m²，相比未针迹复合材料O的0.0265 kJ/m²，突出了针迹方向和间距对层间性能的强烈影响。扫描电子显微镜观察揭示了针迹试样中的附加失效机制，包括高达33°的局部纤维错位和长度约0.6 mm的富树脂区域，表明虽然针迹增强了抗分层性能，但也可能影响其他力学性能。

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