不同压头的GLARE/纳米黏土层板准静态穿刺剪切载荷特性研究

摘要整理

本研究探讨了含纳米黏土的纤维金属层板（FML）的穿刺抗力。采用手工铺层法结合压缩模塑工艺制备了铝合金薄板与玻纤/环氧树脂复合材料组成的纤维金属层板，纳米黏土添加量分别为0.5、1.0、1.5和2.0 wt.%。通过弯曲、层间剪切强度和准静态穿刺剪切（QS-PS）试验评估了层板性能，穿刺试验采用平头和半球形两种压头。研究结果表明，未添加纳米黏土的FML复合材料存在铝层与纤维层间界面结合力弱的问题。当纳米黏土含量为1.5 wt.%时，纤维层与铝层间的界面结合力显著改善，弯曲强度达到约337 MPa，层间剪切强度约16 MPa，穿刺抗力也相应提高。穿刺破坏模式随压头类型（平头或半球形）而变化。对于含2.0 wt.%纳米黏土的FML复合材料，平头压头下的穿刺剪切强度约为81 MPa，半球形压头下约为49 MPa，两者差异显著。相应的能量吸收值分别为880 KJ/g（平头）和919 KJ/g（半球形）。研究表明纳米黏土的加入能有效改善层板的界面性能和穿刺抗力，为纤维金属层板的工程应用提供了重要参考。

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