Z-pin增强复合材料冲击性能及损伤容限研究进展

作者:史建猛; 杜金波*; 张皓为; 毕运波
来源:材料科学与工程学报, 2022, 40(06): 1073-1078.
DOI:10.14136/j.cnki.issn1673-2812.2022.06.025

摘要

本文总结了碳纤维复合材料Z-pin增强的联桥机制、Z-pin植入产生的面内纤维屈曲效应以及富树脂区的形成,重点分析了Z-pin植入密度、直径、植入角度及不同复合材料层合板厚度和铺层对冲击性能和冲击后剩余力学性能的影响。研究表明:Z-pin在较低冲击能量下对冲击阻抗的影响不明显;Z-pin对于分层损伤起始影响不大;Z-pin的存在会提高中等厚度(4.5 mm)板抗分层性能;Z-pin并不会改变冲后压缩试验的失效形式,在一定冲击能量范围内Z-pin会极大地提高剩余压缩强度;试件在低速冲击表面不可见损伤情况下,Z-pin对复合材料疲劳性能基本没有影响;在较高冲击能量下Z-pin体积分数越高,疲劳性能增益效果越明显。