超薄碳纤维复合材料的冲击动力学行为实验研究

赵昌方 刘浩 周才华 周志坛 冀梁

赵昌方, 刘浩, 周才华, 周志坛, 冀梁. 超薄碳纤维复合材料的冲击动力学行为实验研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251265
引用本文: 赵昌方, 刘浩, 周才华, 周志坛, 冀梁. 超薄碳纤维复合材料的冲击动力学行为实验研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251265
ZHAO Changfang, LIU Hao, ZHOU Caihua, ZHOU Zhitan, JI Liang. Experimental Study on the Impact Dynamics Behavior of Ultrathin Carbon Fiber Composites[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251265
Citation: ZHAO Changfang, LIU Hao, ZHOU Caihua, ZHOU Zhitan, JI Liang. Experimental Study on the Impact Dynamics Behavior of Ultrathin Carbon Fiber Composites[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251265

超薄碳纤维复合材料的冲击动力学行为实验研究

doi: 10.11858/gywlxb.20251265

Experimental Study on the Impact Dynamics Behavior of Ultrathin Carbon Fiber Composites

  • 摘要: 碳纤维增强塑料(CFRP)作为一种先进复合材料,在工程领域应用广泛。然而,针对超薄CFRP层压复合材料动态力学行为的研究较为有限。采用单向超薄预浸料和热压成型工艺,制备了单层厚度仅为0.1 mm的超薄CFRP层压复合材料,系统研究了0°、90°、0°/90°、45°与±45° 5种铺层角度试件的应变率效应。准静态压缩实验结果表明:45°铺层增强了塑性行为,但削弱了材料强度与模量;而90°铺层则有助于提高模量与强度,并减少塑性变形。动态冲击结果表明,90°铺层能够提升动态模量与动态强度,并降低动态屈服应变;45°铺层虽降低了动态屈服强度,但显著增强了动态模量与动态屈服应变对应变率的敏感性。相较于0°/90°铺层的传统CFRP层压复合材料(层厚0.295 mm,动态强度和模量分别为900 MPa和10.12 GPa),所制备的超薄CFRP复合材料在单位厚度内的纤维含量提升了66%,动态强度和模量分别提高了123%和926%。基于实验数据,进一步建立了超薄CFRP复合材料的本构模型,并给出了相应的本构参数,为预测材料在不同铺层方式和应变率下的力学行为提供了依据。

     

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  • 网络出版日期:  2026-01-01

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