基于3D打印玻纤复合材料的纤维金属层板断裂性能研究

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纤维金属层板（FML）是由金属和复合材料按顺序排列组成的结构，因其优异的力学性能在航空航天领域备受关注。传统FML制造工艺需要投入大量制造资源，且受设计复杂度限制。3D打印技术可实现直接数字制造，克服这些局限性，制备具有定制化构型的FML。本研究对增材制造FML的力学性能进行了初步表征。采用Markforged系统打印连续玻纤增强复合材料，并将其置于铝合金层间制备混杂层板结构。对层板进行了拉伸、界面断裂韧性、低速冲击和高速冲击等测试。结果表明：FML在金属-复合材料界面具有良好的粘结性能，但层内性能相对有限。低速和高速冲击性能相比单一组分材料提高了9%~13%。FML的冲击性能与纤维断裂、面外穿孔和层间脱层密切相关。本研究为3D打印技术在静动态应用混杂层板生产中的应用提供了初步研究基础。

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