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动态拉伸载荷下应变率和温度对Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料力学性能的影响

朱德举 张晓彤 张怀安

朱德举, 张晓彤, 张怀安. 动态拉伸载荷下应变率和温度对Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料力学性能的影响[J]. 复合材料学报, 2016, 33(3): 459-468. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150706.003
引用本文: 朱德举, 张晓彤, 张怀安. 动态拉伸载荷下应变率和温度对Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料力学性能的影响[J]. 复合材料学报, 2016, 33(3): 459-468. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150706.003
ZHU Deju, ZHANG Xiaotong, ZHANG Huaian. Effects of strain rate and temperature on mechanical properties of Kevlar 49 aramid fabric reinforced epoxy polymers under dynamic tensile loading[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(3): 459-468. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150706.003
Citation: ZHU Deju, ZHANG Xiaotong, ZHANG Huaian. Effects of strain rate and temperature on mechanical properties of Kevlar 49 aramid fabric reinforced epoxy polymers under dynamic tensile loading[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2016, 33(3): 459-468. doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150706.003

动态拉伸载荷下应变率和温度对Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料力学性能的影响

doi: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20150706.003
基金项目: 国家"973"计划(2012CB026200);湖南省科技计划重点项目(2014WK2026)
详细信息
    通讯作者:

    朱德举,博士,教授,博士生导师,研究方向为高性能纤维/织物增强水泥基和树脂基复合材料、仿生材料、防弹高性能纤维布的力学特性和有限元分析、冲击和高应变率试验技术。E-mail:dzhu@hnu.edu.cn

  • 中图分类号: TB332

Effects of strain rate and temperature on mechanical properties of Kevlar 49 aramid fabric reinforced epoxy polymers under dynamic tensile loading

  • 摘要: 为研究Kevlar 49芳纶纤维布增强环氧树脂复合材料在中等应变率和不同温度耦合作用下的力学响应和断裂行为,首先,利用MTS液压伺服高速机在不同初始应变率(25、50、100、200 s-1)和温度(-25、0、25、50、100℃)下对芳纶纤维增强复合材料(AFRP)进行单向动态拉伸测试;然后,采用Weibull分析模型量化了拉伸强度在不同应变率和温度下的离散程度。结果表明:在相同温度(25℃)下,随着应变率的增加,弹性模量和拉伸强度均先增大(初始应变率介于25~50 s-1范围内)后减小(初始应变率介于50~200 s-1范围内),极限应变则呈现出相反的变化趋势,而韧性随应变率的变化幅度不大;在相同初始应变率(25 s-1)下,与在25℃下的情况相比,温度的升高或降低均会造成弹性模量的降低,在温度为100℃时,极限应变显著增加,而拉伸强度和韧性均不会随温度的变化而发生明显改变。对AFRP断裂形态进行的对比分析表明不同试验条件下AFRP的断裂形态基本相同,均呈现出较为平整的断裂面。所得结论可为AFRP在极端载荷和环境作用下的理论研究和应用提供依据。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-04
  • 修回日期:  2015-06-09
  • 刊出日期:  2016-03-15

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