碳纤维增强树脂复合材料-热成型钢超混杂层合板层间力学性能

作者：段瑛涛; 武肖鹏; 王智文; 敬敏; 栗娜; 刘强; 宁慧铭^*; 胡宁

来源：复合材料学报, 2020, 37(10): 2418-2427.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20200215.002

• CFRP-热成型钢超混杂层合板
• Ⅰ型层间断裂韧性
• 协同增韧
• 有限元分析
• 内聚区模型

通过双悬臂梁试验(DCB)研究了金属表面处理和界面插层协同作用对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-热成型钢超混杂层合板层间力学性能的影响。试验结果表明,采用金属表面处理与界面插层协同增韧方案,可以极大地提升层合板的Ⅰ型层间断裂韧性。其中,喷砂/界面胶膜插层试件(GB36#/AF)的Ⅰ型层间断裂韧性相比于脱脂试件提高了343%;喷砂/界面纯树脂插层试件(GB36#/EP)相比于脱脂试件,其Ⅰ型层间断裂韧性提高了129%。并基于内聚区模型对CFRP-热成型钢超混杂层合板分层失效进行了有限元模拟。最后借助激光共聚焦扫描显微镜(LSM)、接触角测量仪(CAG)、扫描电子显微镜(SEM)等对热成型钢表面形貌和试件的断裂面进行了表征并揭示了层间增韧的机制。

• 单位
  北京汽车研究总院有限公司; 航天学院; 重庆大学