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时间:2020-05-03
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1、第20卷第1期上海天报(自然科学版)Vo1.2ONo.12014年2月JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)Fb.2014DOI:10.3969/j.issn.1007—2861.2013.07.042真空吸渗挤压二维正交铺层Cf/A1复合材料压缩失效机制周计明,郑武强,齐乐华,马玉钦(西北工业大学机电学院,西安710072)摘要:采用真空吸渗挤压技术制备了二维正交铺层碳纤维增强铝基(2D—Cf/AI)复合材料,研究了室温下2D.Cf/Al复合材料沿不同方向的压缩性能及其失效行为.研究结果表明:利用真空吸渗挤压技术制备的复合材
2、料的浸渗质量良好,微观组织致密,基体铝合金和纤维分布均匀,无明显缺陷存在;沿垂直于纤维铺层方向的压缩屈服强度约为平行方向的2.5倍,比基体铝合金的压缩强度提高了57%.复合材料的压缩破坏机制与纤维铺层方向密切相关:当压缩载荷垂直于纤维铺层方向时,主要以剪切失效为主;当压缩载荷平行于纤维铺层方向时,主要以界面脱粘和纤维弯折失效为主.关键词:真空吸渗挤压;二维正交铺层Cf/A1复合材料;压缩性能;失效机制中图分类号:TB331文献标志码:A文章编号:1007—2861(2014)01—0075—08InvestigationonCompressiveFailureMechani
3、smof2DCross—plyCf/A1CompositesbyExtrusionDirectlyFollowingVacuumPressureInfiltrationProcessZHOUJi—ming,ZHENGWu-qiang,QILe—hua,MAYu—qinfSchoolofMechanicalEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China)Abstract:2Dcross..plycarbonfiberreinforcedaluminummatrixcompositesweref
4、abri.-caredbyextrusiondirectlyfollowingvacuumpressureinfiltration.Thecompressiveprop—ertyandfailuremechanismof2D—Cf/A1compositeswereinvestigatedatroomtemperaturebyapplyingloadingsalongdiferentdirectionswithrespecttothefiberlayer.Theresultsshowthatthecompositewithidealinfiltrationqualityand
5、densemicrostructurecouldbefabricatedsuccessfullybyextrusiondirectlyfollowingvacuumpressureinfiltrationthealuminumalloyandfibersareevenlydistributed.andseldomdefectscanbefoundincom—posite.Thecompressionyieldstrengthperpendiculartothefiberlayerisalmost2.5timesasthatparalleltothefiberlayer.Fu
6、rtheranalysisshowsthatthedifierentpropertiesarecausedbydiferentfailuremechanisms.Whentheloadingdirectionisperpendiculartothefiberlayer.compositesfailureismainlycausedbyshearfracture.WhentheloadingdirectioniSparalleltothedirectionoffiber.interfacedebondingandfiberbendingfailurearethemainfai
7、luremechanism.收稿日期:2013—11—27基金项目:国家自然科学基金资助项目(51275417,51221001);2013年度留学人员科技活动择优资助项目(2013164)通信作者:N%~N(1976-),男,副教授,博士,研究方向为金属基复合材料成形工艺及仿真技术等.E—mail:zhoujm@nwpu.edu.ca76上.冬天振(自然科学版)第20卷Keywords:extrusiondirectlyfollowingvacuumpressureinfiltrationtechnique;2D
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