| 变刚度碳纤维/环氧树脂复合材料薄壁圆管轴向压溃响应与破坏机制 |
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| 作者姓名： | 宋涛 余许多 江晟达 余木火 樊良伟 孙泽玉 |
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| 作者单位： | 东华大学 材料学院,上海 201620;东华大学 上海市轻质结构复合材料重点实验室,上海 201620;东华大学 上海市高性能纤维复合材料省部共建协同创新中心,上海 201620;上海华渔新材料科技有限公司,上海 201610;东华大学 上海市轻质结构复合材料重点实验室,上海 201620;东华大学 材料学院,上海 201620;东华大学 上海市轻质结构复合材料重点实验室,上海 201620;上海汽车集团股份有限公司乘用车公司,上海 201804 |
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| 基金项目： | 中央高校基本科研业务费专项资金(2232020G-12;2232018A3-02);上海市“科技创新行动计划”高新技术领域项目(18DZ1101003;19511106703);上海汽车工业科技发展基金会2019年产学研项目(1913) |
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| 摘 要： | 通过控制缠绕线型改变轴管纤维角度,制备了一种轴向刚度渐变、压溃稳定的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)变刚度薄壁圆管。对变刚度、[±45°]n以及[90°]n三类CFRP缠绕轴管进行轴向准静态压缩测试,结合数字图像相关技术(DIC)及有限元结果,对比三类结构压溃初始应变模式、损伤演化与应力状态结果,研究了变刚度结构的压溃响应与破坏机制。结果表明:不同纤维角度CFRP轴管因轴向刚度不同,压溃的初始破坏与损伤演化过程相异,三类结构产生不同的压溃响应与破坏模式。变刚度区连续变化的大角度纤维能有效地引发分层和"开花式"混合破坏,缓慢释放应变能,使变刚度CFRP轴管吸能效果明显优于其他两类结构。其峰值载荷为66.97 kN,压溃效率为50.8%,比吸能为10.1 kJ/kg,相对于[±45°]n结构比吸能提升156.35%,压溃效率提升518.76%,相对于[90°])n结构比吸能提升16.9%,压溃效率降低27.3%。
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| 关 键 词： | 变刚度 复合材料结构 薄壁管 压溃试验 破坏机制 数字图像相关技术 有限元分析 |
| 收稿时间： | 2020-11-25 |
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