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玻璃纤维-碳纤维混杂增强PCBT复合材料层合板的制备及低速冲击性能

杨斌, 章继峰, 周利民

杨斌, 章继峰, 周利民. 玻璃纤维-碳纤维混杂增强PCBT复合材料层合板的制备及低速冲击性能[J]. 复合材料学报, 2015, 32(2): 435-443. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.201502.004
引用本文: 杨斌, 章继峰, 周利民. 玻璃纤维-碳纤维混杂增强PCBT复合材料层合板的制备及低速冲击性能[J]. 复合材料学报, 2015, 32(2): 435-443. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.201502.004
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YANG Bin, ZHANG Jifeng, ZHOU Limin. Preparation and low-velocity impact properties of glass fiber-carbon fiber hybrid reinforced PCBT composite laminate[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2015, 32(2): 435-443. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.201502.004
Citation: YANG Bin, ZHANG Jifeng, ZHOU Limin. Preparation and low-velocity impact properties of glass fiber-carbon fiber hybrid reinforced PCBT composite laminate[J]. Acta Materiae Compositae Sinica, 2015, 32(2): 435-443. DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.201502.004
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玻璃纤维-碳纤维混杂增强PCBT复合材料层合板的制备及低速冲击性能

  • 1.

    哈尔滨工程大学 智能结构与先进复合材料实验室, 哈尔滨 150001;

  • 2.

    香港理工大学 机械工程系, 香港

基金项目: 港澳台科技合作专项 (2014DFH50060)
详细信息
    通讯作者:

    章继峰,博士,副教授,硕士生导师,研究方向为复合材料力学.E-mail:jfzhang@hrbeu.edu.cn

  • 中图分类号: TB332

Preparation and low-velocity impact properties of glass fiber-carbon fiber hybrid reinforced PCBT composite laminate

  • 1.

    Smart Structures and Advanced Composite Materials Lab, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China;

  • 2.

    Department of Mechanical Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China

摘要

    摘要
  • 摘要: 采用环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)预浸料, 利用真空袋辅助热压工艺制备了玻璃纤维机织布-碳纤维机织布/聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(GF-CF/PCBT)混杂复合材料层合板。利用双悬臂梁(DCB)和三点端部开口弯曲(3ENF)试验对连续纤维增强PCBT复合材料层合板的层间强度做出评估。同时, 利用低速冲击试验结合Abaqus/Explicit有限元仿真重点考察了混杂纤维增强PCBT复合材料层合板的低速冲击性能。试验结果表明: 尽管CF/PCBT复合材料层合板具有优异的层间性能, 当冲击能量为114.3 J时, 由于CF自身的脆性, CF/PCBT复合材料层合板被完全穿透, 而GF-CF/PCBT混杂复合材料层合板只在表面形成凹痕。与纯CF增强PCBT复合材料层合板相比, 铺层形式为[CF/GF/CF]25的GF-CF/PCBT混杂复合材料层合板的抗冲击损伤能力提高2倍。仿真得到的云图显示, 冲击引起的应力在CF中的分布区域要明显大于在GF中的分布区域。
    Abstract: The glass fiber woven fabric-carbon fiber woven fabric/poly(cyclic butylene terephthalate) (GF-CF/PCBT) interlaminated hybrid composite laminates were prepared by vacuum bag assisted hot-press processing from the cyclic butylene terephthalate (CBT) prepregs. Double cantilever beam (DCB) and three-point end notched flexure (3ENF) tests were adopted to estimate the interlaminar performance of the obtained continuous fiber reinforced PCBT composite laminates. Meanwhile, the response of hybrid fiber reinforced PCBT laminates under low-velocity impact was mainly investigated by the tests and Abaqus/Explicit finite element simulation, respectively. The test results show that, despite the excellent interlaminate performance of CF/PCBT composite laminates, CF/PCBT composite laminates are penetrated under the impact energy of 114.3 J due to the brittleness of CF. As a comparison, the GF-CF/PCBT interlaminated hybrid laminates form merely dent on surface. Compared with pure CF reinforced PCBT composite laminates, the impact strength of GF-CF/PCBT interlaminated hybrid laminates with the layer form [CF/GF/CF]25 enhances significantly by 2 times. Simulation results show that stress area in CF is larger than that in GF in the resulted stress nephogram.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-10
  • 修回日期:  2014-07-23
  • 刊出日期:  2015-04-14

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