超高分子量聚乙烯纤维增强复合材料层合板层间断裂韧性

作者：肖鹏程; 邓健^*; 王增贤; 邵光冉; 彭佑垒; 卢天健^*

来源：复合材料学报, 2023, 40(11): 6087-6097.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230407.001

• 超高分子量聚乙烯
• 复合材料层合板
• 分层
• 断裂韧性
• 力学试验

作为装甲解决方案的一组重要材料，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维增强复合材料在冲击作用下主要的破坏模式之一是分层脱粘。针对UHMWPE复合材料层合板提出一种改进的双悬臂梁(DCB)试件，研究了其Ⅰ型层间断裂韧性(GIC)和失效特性，分析了DCB试件厚度及纤维铺层方向对GIC的影响，讨论了层间断裂破坏机制及结构塑性对裂纹扩展过程的影响，评估了现有试验标准中层间断裂韧性计算方法的适用性。结果表明：较小厚度的DCB试件呈现明显的塑性行为，由此测得的层间断裂韧性受结构塑性的影响显著，适当增加试件厚度可有效避免塑性的影响。本文结果为UHMWPE复合材料进一步的动态层间性能及其理论模型的研究提供实验参考和数据支撑，对复合材料防护结构设计具有重要的工程意义。

• 单位
  南京航空航天大学