碳纤维增强复合材料和玻纤增强复合材料复合棒增强的聚苯乙烯泡沫和纸板的抗撞性能

摘要整理

本文通过实验研究了由单向碳纤维和编织玻纤包裹而成的碳纤维增强复合材料(CFRP)棒的准静态压溃性能。测试了带锥形和无锥形的CFRP棒，并将其分别插入挤出型和膨胀型聚苯乙烯泡沫及纸板中。同时测试了混合铝管-CFRP棒结构在各种面板材料中的性能，并与玻纤增强复合材料(GFRP)棒、GFRP棒在聚苯乙烯泡沫和纸板中的性能进行对比。锥形CFRP棒表现出渐进式压溃行为，比能量吸收值为82 kJ/kg，优于GFRP棒的65 kJ/kg。混合铝管-CFRP锥形棒结构获得最高的比能量吸收值111 kJ/kg，超过铝管(89 kJ/kg)和等效GFRP棒结构(102 kJ/kg)的性能。在面板中，纸板因在压溃过程中对纤维分裂的约束最强，使CFRP和GFRP棒的平均载荷增幅最大，其次为挤出泡沫，膨胀泡沫最小。由于纸板压溃完成较早，其压溃位移受限最严重。挤出聚苯乙烯泡沫因结构均匀性更好，压溃载荷波动最小。

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