跨厚比对碳纤维复合材料三点弯曲性能的影响

doi:10.19936/j.cnki.2096-8000.20230328.012

复合材料科学与工程 ›› 2023, Vol. 0 ›› Issue (3): 83-88.DOI: 10.19936/j.cnki.2096-8000.20230328.012

跨厚比对碳纤维复合材料三点弯曲性能的影响

王一超, 李鹏^*, 周菊萍

北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029

收稿日期:2022-02-14 出版日期:2023-03-28 发布日期:2023-04-28
通讯作者: 李鹏(1967—),男,博士,副教授,主要从事纤维增强树脂基复合材料方面的研究,lipeng@mail.buct.edu.cn。
作者简介:王一超(1997—),男,硕士研究生,主要从事碳纤维复合材料制备及工艺方面的研究。

Influence of span-to-thickness ratio on the three-point bending behavior of carbon fiber composites

WANG Yichao, LI Peng^*, ZHOU Juping

School of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China

Received:2022-02-14 Online:2023-03-28 Published:2023-04-28

摘要/Abstract

摘要： 本文分别以日本东丽T700SC、T1100G碳纤维为增强体,自制树脂体系为基体,采用模压工艺制备了单向碳纤维复合材料层合板。分别研究了两种复合材料层合板在跨厚比为16∶1、32∶1、40∶1、50∶1时三点弯曲强度的变化规律,并着重分析了对应的弯曲破坏模式。结果表明:T700、T1100碳纤维复合材料的三点弯曲最佳跨厚比分别为32∶1和40∶1,对应的破坏模式均为上表面压缩和分层破坏。在32∶1的标准跨厚比下,T1100碳纤维复合材料层合板的弯曲强度为1 779.87 MPa,仅比T700碳纤维复合材料层合板高2.61%。

关键词: 复合材料, 跨厚比, 三点弯曲, 破坏模式

Abstract: Herein, we have utilized T700SC and T1100G carbon fibers from Toray (Japan) as reinforcement and self-prepared resin system as matrix to fabricate the unidirectional carbon fiber composite laminates through molding method. The variation of three-point bending strength of two kinds of composite laminates containing different span-to-thickness ratios of 16∶1, 32∶1, 40∶1 and 50∶1 was studied respectively. Meanwhile the bending failure modes of the corresponding composite laminates are analyzed. Our results indicate that at the span-to-thickness ratios of 32∶1 and 40∶1, both T700 and T1100 carbon fiber composites achieve the highest bending strength, with the common failure modes of the upper surface compression and delamination. At the standard span-to-thickness ratio of 32∶1, the bending strength of T1100 carbon fiber composites is up to 1 779.87 MPa, only 2.61% higher than that of T700 composites.

Key words: composite materials, span-to-thickness ratio, three-point bending, failure mode

中图分类号:

TB332

王一超, 李鹏, 周菊萍. 跨厚比对碳纤维复合材料三点弯曲性能的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2023, 0(3): 83-88.

WANG Yichao, LI Peng, ZHOU Juping. Influence of span-to-thickness ratio on the three-point bending behavior of carbon fiber composites[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2023, 0(3): 83-88.

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Influence of span-to-thickness ratio on the three-point bending behavior of carbon fiber composites

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