混杂玻纤/芳纶-环氧树脂结构复合材料的抗冲击性能与损伤容限

摘要整理

本研究旨在探究混杂化对芳纶/E-玻纤环氧复合材料层板结构性能的影响。采用压缩模塑工艺制备厚度为3 mm、共16层纤维的复合材料（中心14层E-玻纤，外层2层芳纶），芳纶层纤维取向设置3种变量（0°、45°和60°），E-玻纤层保持0°取向。进行了拉伸、弯曲、冲击（夏比和艾佐德）、层间剪切强度及弹道冲击试验。弹道试验采用气枪发射球形硬质弹体，弹体速度为170 m/s，使用高速摄像机测量弹体冲击前后速度。记录复合材料层板在弹道试验中的能量吸收，并利用计算机断层扫描分析冲击损伤形貌。结果表明，芳纶纤维取向为45°的复合材料表现出更优的拉伸强度、弯曲强度、夏比冲击强度和能量吸收能力。45°取向复合材料的能量吸收值为58.68 J，分别比0°和60°取向复合材料高14%和22%。研究结果为混杂纤维复合材料在防护结构中的应用提供了设计参考。

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