GF/PCBT复合材料熔融连接接头失效分析的实验研究与数值模拟

来源：复合材料学报杂志2015年第4期北京时间：

作者：张璐, 章继峰, 王振清, 周利民,

摘要：为了解决高黏度热塑性树脂难以制备高强度、大尺寸纤维增强热塑性复合材料构件的问题, 采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺与热压工艺相结合的方法, 以环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)在催化剂作用下聚合成的聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)为基体, 制备了纤维体积分数达70%的连续玻璃纤维(GF)/PCBT复合材料层合板及熔融连接件, 并测得其力学参数。采用数值模拟方法对连接界面层数分别为1、2、3层的A、B、C型3种不同方案的GF/PCBT复合材料熔融连接接头的承载能力和失效模式进行了预测。结果表明:不同的结构设计方案对GF/PCBT复合材料接头性能的影响较大, 当连接长度在一定范围内时, 接头区域主要发生界面分层失效, 接头处复合材料的翘曲为界面裂纹加速扩展的主要因素, C型连接方式的接头结构承载能力相比于A型连接方式有明显提高;增加C型接头连接长度, 试件承载能力提高, 直至接头处界面分层失效和纤维、基体失效同时发生;继续增加连接长度, 纤维与基体失效将成为接头区域的主要失效模式, 此时承载能力无明显提升。

关键词：聚环状对苯二甲酸丁二醇酯, 复合材料, 熔融连接接头, 分层损伤, 数值模拟, VARTM,