三维角联锁机织复合材料面内剪切失效机理及结构效应

结合数字图像相关技术、计算机断层扫描技术，采用修改的V形缺口试件轨道剪切加载探究了碳纤维/环氧树脂三维角联锁机织复合材料面内剪切失效机理和损伤模式。对比同等纤维体积含量单向板试件，揭示两者面内剪切行为的结构效应。角联锁和单向板试件面内剪切行为可简化为“线弹性、屈服、后继屈服”3个阶段。两种试件均在剪切应变集中区域产生局部剪切扭结带。角联锁损伤起始于树脂开裂，随后纱线间开裂，最终横向承载纱线旋转导致纱线抽拔；单向板主要失效模式为捆绑纱断裂后的纤维间分层失效。单向板捆绑纱延缓了纤维间分层，而角联锁中的经纬交织结构有效抵抗了纤维间分层，后继屈服表现为应变强化，强化了面内剪切强度。