石墨烯纳米片填充碳纤维复合材料的分层损伤分析——三点弯曲和钻孔实验研究

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本研究对填充0.5 wt%石墨烯纳米片（GNPs）的18层碳纤维增强复合材料和未填充的层状碳纤维复合材料进行了三点弯曲测试和不同进给转速下的钻孔工艺研究。三点弯曲测试确定了复合材料的弯曲强度。通过在不同工艺参数下进行钻孔加工后，根据孔洞周围的分层损伤来评估GNPs添加剂对碳纤维复合材料的影响。采用图像处理方法对复合材料孔表面的显微镜图像进行分析，获得分层损伤的数值。研究结果表明，填充0.5 wt% GNPs的碳纤维复合材料的分层损伤明显少于未填充的碳纤维复合材料。钻孔过程中，随着转速和进给速度的增加，两种复合材料样品的分层损伤都随之增加。在150 mm/min进给速度和1000 rpm转速条件下获得最小分层损伤。GNPs添加剂通过增强碳纤维复合材料的层间强度，减缓了分层损伤的形成。同时，通过在层间均衡分配载荷，有效保护了复合材料结构的完整性。

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