碳纤维增强环氧树脂复合材料圆管多胞填充结构吸能特性的准静态压缩试验

作者：王雪琴; 张震东^*; 马大为; 高原; 王玺; 王尚龙; 米莹娟

来源：复合材料学报, 2021, 38(09): 2887-2896.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20201201.003

• CFRP
• 轴向压缩
• 复合材料
• 能量吸收
• 破坏模式

针对现有研究对复合材料多胞结构吸能特性研究的不足,提出了一种由多根小尺寸的单根碳纤维增强环氧树脂复合材料圆管(Single CFRP tube,SCT)填充进大尺寸碳管组成的多胞填充结构(Multicellular filling structure,MFS),并分别对SCT和MFS进行了单次全行程加载和多次分段加载的准静态压缩,分析了其压缩破坏模式和吸能特性。研究结果表明:MFS最外侧碳管破坏模式与SCT破坏形式相似,且单次全行程压缩与多次分段压缩的破坏模式没有明显区别,但MFS最外侧碳管由于内部碳管及碎屑的挤压呈现出明显的径向变形;相对于单次全行程压缩过程,SCT及MFS多次分段压缩时的总耗能量更多;本次研究的SCT试件最大比吸能为86.0 J/g,最小比吸能为59.3 J/g,然而由于MFS最外侧管件的比吸能低,导致其比吸能在69.8～75.9 J/g之间,小于单管根碳管的最大比吸能,但进一步研究可知,合适的外部约束形式和内部碳管数量可使MFS比吸能高于SCT的最大比吸能。

• 单位
  南京理工大学; 北京航天发射技术研究所