路鹏程
,
毕亚芳
,
王志平
,
张俊
,
张国尚
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160309.002
采用复合材料电热实验平台,测试碳纤维树脂基复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)电热作用下温度场变化规律,同时从单丝拉伸断裂界面剪切强度、短梁剪切性能变化和剪切断口等多方面揭示电热作用对CFRP力学性能的影响机制。结果表明：电热作用会使 CFRP 整体温度迅速升高,在约4 min时达到稳态温度,随着电流强度的增大,CFRP层板表面温度越高,当电流强度为8 A(0.44 A/mm2)时,CFRP 的表面温度达到151℃；单丝拉伸和短梁剪切界面强度都随着电流强度增加呈现先增加后降低的趋势；小电流时,电热作用产生较少的焦耳热,优化界面性能,提高界面剪切强度,大电流时,电热作用产生的焦耳热过大,对界面产生烧蚀等不可逆损伤,降低了界面结合性能。
关键词:
复合材料
,
电热作用
,
温度场
,
单丝拉伸
,
短梁剪切
纪朝辉
,
毕亚芳
,
路鹏程
,
王志平
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160418.005
采用复合材料电热实验机,对碳纤维/环氧树脂基复合材料(CF/EP)试样进行通电处理,同时测试其表面温度变化,并得出电阻率随温度的变化规律。对通电后的试样进行吸湿处理,获取扩散系数、饱和吸湿率与通电电流之间的关系,之后通过FTIR、弯曲性能测试以及弯曲断口的表面形貌分析研究了通电对试样吸湿行为的影响。结果表明：通电电流强度越大,CF/EP 试样表面平衡温度越高,随着温度升高电阻率呈下降趋势；经4 A (ρ=66.8 mA·mm-2)电流处理的试样,其扩散系数、饱和吸湿率均低于未处理试样,经5 A(ρ=83.6 mA·mm-2)、6 A(ρ=100.2 mA·mm-2)电流处理后,扩散系数及饱和吸湿率均高于未处理试样；小电流处理时,界面性能得到改善,提高弯曲强度,大电流处理对界面有一定损伤,降低弯曲强度,电热/湿作用下,CF/EP试样的弯曲强度下降,下降幅度与吸湿量呈正相关。
关键词:
复合材料
,
电热响应
,
吸湿特性
,
弯曲性能
,
界面性能
