Z针预孔插入（ZPI）技术增强层合板I型分层扩展行为的实验与数值研究

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本文提出了一种低面内损伤的Z针预孔插入（ZPI）工艺。通过实验和数值模拟方法，探究了Z针插入密度对层合板I型层间断裂韧性的影响及分层扩展行为。同时进行了Z针拔出和剪切试验，为DCB（双悬臂梁）模拟试验提供准确的材料参数。采用无限焦点显微镜扫描了ZPI工艺产生的试样缺陷。研究发现，ZPI工艺可显著降低Z针倾斜、纤维断裂和粘接界面裂纹萌生。DCB试验结果表明，带Z针试样的载荷-位移曲线可分为四个阶段。增加Z针体积分数的试样更有利于提高GIC值。有限元模拟结果显示，试样的最大载荷和GIC分别为286.63 N和940.06 J·m⁻²，与实验结果的误差分别为0.56%和10.10%，验证了所建立的有限元模型的准确性。研究结果为通过ZPI工艺制造增强型层合板提供了指导。

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