缝合复合材料层板面内力学性能试验与分析

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第37卷第2期南京航空航天大学学报Vo1．37No．22005年4月JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsApr．2005缝合复合材料层板面内力学性能试验与分析李晨，许希武，汪海(1．南京航空航天大学航空宇航学院，南京，210016；2．上海交通大学建筑工程与力学学院，上海，200030)摘要：研究多种缝合方向、缝合密度对复合材料层板面内拉、压、剪等基本力学性能和典型失效模式的影响，并结合理论模型分析缝合参数影响层板力学性能的机理。结果表明，缝合对层板面内性能有一定影响，缝合密

2、度的增加导致层板面内性能下降，缝合方向对层板性能影响较大；试件破坏位于缝合针孔处；缝合造成的纤维弯曲和纤维断裂引起了较强的应力集中，是缝合影响层板力学性能的主要因素。关键词：缝合层板；试验；面内力学性能；缝合参数；纤维弯曲；纤维断裂中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1005—2615(2005)O2一O192一O6ExperimentandAnalysisonMechanicalPropertiesofStitchedLaminatesL1Che，XUXi—WU，WANGHai(1．CollegeofAerospaceEngineering。NanjingUniversityo

3、fAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；2．CollegeofArchitecturalEngineeringandMechanics．ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai。200030，China)Abstract：Stitchedlaminateswithvariousstitchingdirectionsandstitchdensitiesareexperimentallystudied，torevealtheeffectofstitchingparametersonin—planetensile

4、，compressiveorshearpropertiesandfailuremodes．Themechanismisanalyzedbasedontheacademicmodels．Resultsindicatethatstitchinghasaconsiderableeffectonin—planemechanicalproperties．Propertiesareallweakenedwiththeincreaseofstitchdensitiesandinfluencedbythechangeofstitchingdirections．Itshowsthatthespecimens

5、arealwaysbrokenalongthestitches．Thefiberwavinessandfiberbreakageduetostitchingwillcausegreatstressconcentration，thusitplaysanimportantroleintheeffectofstitchingonthepropertiesofcompositelaminates．Keywords：stitchedlaminates；experiments；in—planemechanicalproperties；stitchingparameter；fiberwaviness；f

6、iberbreakage先进复合材料由于其具有比刚度高、比强度大强其层间强度而出现的一种新型复合材料结构，有以及可设计性强等特有的优点，作为一种先进轻质望得到广泛应用，其基本力学性能研究是缝合复合结构已广泛用于飞行器结构。但目前广泛采用的层材料结构设计的重要基础。合结构，其冲击阻抗和冲击韧性低，在使用中易产近年来众多研究机构和学者致力于缝合复合生脱层损伤，严重降低其压缩强度，阻碍了复合材材料的基本力学性能的研究，开展了大量的试验，料结构的设计许用应变的进一步提高。缝合复合材初步揭示了缝合参数影响层板的基本力学性能的料就是为提高复合材料层合结构的抗冲击性能，增规律和机理，获得了一些有参考价值

7、的结论[1叫。收稿日期：2004—08—04；修订日期：2004—12—30作者简介：李晨，女，博士研究生，1978年3月生，E—mail：vickylee306@hotmail．com；许希武，男，教授，博士生导师，1963年生；汪海，男，研究员，1963年生。维普资讯http://www.cqvip.com第2期李晨，等：缝合复合材料层板面内力学性能试验与分析193研究的缝合层板类型有缝合纤维增强复合材料、缝一45／