低温环境下测试复合材料Ⅰ型层间断裂韧性的简易方法

郭壮壮; 徐武; 余音

doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20180725.004

低温环境下测试复合材料Ⅰ型层间断裂韧性的简易方法

上海交通大学航空航天学院, 上海 200240

基金项目: 上海市青年科技英才扬帆计划（17YF1409400）

详细信息

通讯作者:
徐武,博士,特别副研究员,硕士生导师,研究方向为飞机结构耐久性与损伤容限分析及复合材料断裂力学E-mail:xuwu@sjtu.edu.cn

中图分类号: TB332
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出版历程
- 收稿日期: 2018-05-03
- 刊出日期: 2019-05-14

A simple method for determining mode Ⅰ interlaminar fracture toughness of composite at low temperature

School of Aeronautics and Astronautics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China

摘要

摘要: 目前ASTM复合材料Ⅰ型层间断裂韧性测试标准需不断观测裂纹扩展长度。然而在低温环境下，裂纹扩展长度不易测量且过程繁琐。为克服这一缺陷，本文采用双柔度法测试复合材料低温环境下Ⅰ型层间断裂韧性，该方法的步骤与ASTM标准基本相同，但不需观测裂纹扩展长度便能获得低温下Ⅰ型层间断裂韧性。为了验证该方法的可靠性和精度，采用5件碳纤维增强环氧树脂基复合材料双悬臂梁（DCB）试样在-10℃环境下进行Ⅰ型层间裂纹扩展实验，应用ASTM标准所推荐的三种方法及本文的双柔度法进行数据处理获得复合材料Ⅰ型层间断裂韧性。结果表明：ASTM标准的三种方法与双柔度法得到的Ⅰ型层间断裂韧性结果一致，相对差别小于5%，而本文的双柔度法不需测量裂纹扩展长度，因此更简单，为测试低温环境下Ⅰ型层间断裂韧性提供了一种准确、简单的新方法。
- Ⅰ型层间断裂韧性 /
- 复合材料 /
- 双悬臂梁 /
- 低温 /
- 双柔度法
Abstract: The current ASTM standard for measuring the mode Ⅰ interlaminar fracture toughness of composite requires to measure the crack growth length, which is a very tedious and difficult process for measuring the interlaminar fracture toughness in low temperature environment. To overcome the limitation of measuring the crack growth length, a double compliances method was used to measure the mode Ⅰ interlaminar fracture toughness. The process of this method was nearly the same as that recommended in the ASTM, except avoiding measuring the crack growth length. To verify the accuracy of this method, five double cantilever beam (DCB) specimens made of carbon fiber reinforced epoxy composites were tested at -10℃ environment. The fracture toughness were determined by using the methods recommended by the ASTM standard and the present double compliances method. The result shows that the relative difference of the fracture toughness obtained from the ASTM methods and the double compliances method is within 5%. Therefore, the present paper provides a simple and reliable method for determining the mode Ⅰ interlaminar fracture toughness of composite in the low temperature environment.
- mode Ⅰ interlaminar fracture toughness /
- composite /
- double cantilever beam /
- low temperature /
- double compliances method

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期刊类型引用(8)

1.	刘伟，杨继，袁春辉，夏旭，张锦光. 不同温度下碳纤维复合材料-钢胶接界面黏结性能研究. 复合材料科学与工程. 2025(03): 39-45+70 . 百度学术
2.	邵家儒，刘牛，杨瑜，郑子君. CFRP复合材料构件胶接特性及失效规律研究. 应用力学学报. 2023(05): 1058-1067 . 百度学术
3.	陈旭，曹亚周，崔健，葛继文. 碳纤维复合材料车体地板长大型材粘接工艺研究及装备设计. 机械. 2022(11): 63-69 . 百度学术
4.	陈卓异，彭彦泽，李传习，郭靖. 高温下双搭接钢-CFRP板胶粘界面力学性能试验. 复合材料学报. 2021(02): 449-460 . 本站查看
5.	李传习，李游，贺君，刘一鸣，彭彦泽. 固化剂对室温胶黏CFRP板/钢板界面性能的影响. 建筑材料学报. 2021(02): 339-347 . 百度学术
6.	杨峰，陈玉龙，罗旺，史剑，贾林江，陈子光. TG800碳纤维/聚酰亚胺树脂复合材料带翻边开口圆柱壳机匣件高温气动载荷下的承载性能. 复合材料学报. 2021(07): 2184-2195 . 本站查看
7.	桑海涛，周昕. 暖通空调胶接结构搭接接头承载力优化研究. 中国胶粘剂. 2021(11): 51-54+72 . 百度学术
8.	李传习，李游，高有为，胡正，刘一鸣. 纳米SiO_2质量分数对胶粘碳纤维增强树脂复合材料板-钢搭接界面黏结性能的影响. 复合材料学报. 2020(10): 2619-2635 . 本站查看