【摘 要】
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复合材料在中高应变率下的力学性能与许多因素有关，包括纤维性能、基体性能、界面性能、增强相几何形状(纤维、纱线和织物)和动态加载方式等。为了了解碳纤维复合材料在中高应
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复合材料在中高应变率下的力学性能与许多因素有关，包括纤维性能、基体性能、界面性能、增强相几何形状(纤维、纱线和织物)和动态加载方式等。为了了解碳纤维复合材料在中高应变率下的力学响应特性，本次实验应用SHPB实验技术。
本研究首先调试分离式霍普金森压杆动态测试系统，如应力波的整形、信号采集、分析系统以及数据处理程序详细流程；其次，在碳/环氧铺层复合材料的厚度方向上引入缝合线，制备出不同缝合密度的铺层复合材料；再次，为了减少实验测试中产生的误差，对机械加工方法进行优化选择；最后，对不同缝合密度的试样材料进行了动态压缩性能实验研究，得到不同应变率下材料的应力-应变关系，讨论了缝线密度的变化对动态压缩性能的影响；最终，通过试样冲击破坏形貌分析其试样材料的动态压缩破坏模式。实验结果表明：碳纤维/环氧树脂复合材料层合板应力应变关系对应变率是敏感的，屈服应力和应变随着应变率的增加而增加，与准静态相比，应变率在900s-1的压缩强度可提高190％左右；在厚度方向引入缝合线在一定程度上可增强碳纤维/环氧树脂复合材料加载面的压缩性能；破坏模式上分析无缝合铺层复合材料在厚度方向形成分层破坏，而缝合铺层复合材料是产生微裂纹、树脂裂纹等，随着载荷增加，应力集中作用，试样材料破坏成大小不等的碎块。破坏的主要原因是纤维和树脂的分离以及纤维之间产生相对位移形成微裂纹，随着载荷的增加，应力集中的作用，裂纹扩展导致破坏。在动态载荷下的破坏产生的碎片断面有明显的劈裂台阶。
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