开孔CF/EPOXY复合材料在不同距离下II型加载脱层机制研究

摘要整理

本研究针对航空复合材料装配技术中的认证瓶颈问题，通过在粘接复合材料构件中引入开孔来增强性能，但这导致脱层失效风险增加，成为复合材料层板的主要失效模式。研究重点关注开孔对复合材料II型加载行为的影响，涵盖不同孔距和孔径条件。结果表明，孔径大小显著影响载荷-位移曲线特征，孔距越短，裂纹扩展加速，表现为弹性阶段缩短、载荷值降低。通过试样外观和裂纹形态分析，发现孔周围应力集中现象直接影响裂纹萌生和扩展行为。无孔试样裂纹呈锯齿状分布于加载点附近，而有孔试样裂纹集中于孔周围。弹性阶段长度随预裂纹-孔距变化而变化，短距离条件下裂纹扩展明显加速。研究表明孔径对载荷值具有直接影响，是决定复合材料力学性能的关键因素。本研究深入揭示了孔特征与碳纤维增强复合材料脱层行为的相互作用机制，为航空航天构件设计优化和结构完整性保证提供了重要参考。

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