碳纤维单向带复合材料的静动态力学性能研究

随着碳纤维材料在诸多领域的应用日益广泛,其细观承载结构导致的各向异性及应变率效应也逐渐引起研究人员的重视。针对性地研究了碳纤维单向带复合材料的各向异性力学特性。采用材料静态与动态力学试验机对纤维方向为0°和90°的样件进行了静、动态力学测试,结合数字图像相关方法与复合材料细观结构特征,分析了其静、动态力学参数及变形行为,为之后的应用设计及仿真分析提供了物理依据与力学结果。试验结果表明,碳纤维单向带材料在相同纤维方向不同应变率测试条件下的力学行为趋势基本一致,屈服强度和抗拉强度随着应变率的升高均有升高趋势。0°与90°加载方向表现为强各向异性:弹性模量分别为99.7和6.0GPa,泊松比分别为0.33和0.012,抗拉强度分别为1950和71MPa。     

具有三维编织结构碳纤维复合材料管件的能量吸收机理

以碳纤维与环氧树脂通过真空辅助树脂传递成型技术制备得到具有三维四向编织结构的管件物为研究对象,探究了编织角(30°、45°、60°)和编织结构中排纱层数(3、4、5层)对碳纤维复合材料管件在轴向压缩条件下吸能性能的影响.试验结果表明:采用三维编织结构可以阻止在厚度方向上裂纹的扩展;编织角的变化所引起的碳纤维复合材料管件的压缩模式以及能量吸收特性的变化较明显,而编织层数则无明显影响.     

B280VK钢动态力学性能及其本构模型研究

通过对B280VK低合金高强钢在应变率分别为0.003、20、80、180和530/s下进行高速拉伸试验,对其不同应变率下的动态力学性能进行研究,得到不同应变率下B280VK低合金高强钢的应力-应变曲线,并对不同应变率下的材料延伸率、流变应力、抗拉强度以及显微组织变化进行了分析。试验结果表明,随着材料应变率的升高,B280VK低合金高强钢的流变应力、屈服强度和抗拉强度均增大。另外,基于Johnson-Cook本构模型,建立该B280VK低合金高强钢应变率相关性塑性变形本构模型,本构方程模拟结果与试验结果吻合程度较为良好。