碳纤维-金属网增强复合材料低速冲击和界面损伤机制

来源：复合材料学报杂志2023年第11期北京时间：

作者：万云, 刘一辉, 李浩, 姚剑, 余粤凯, 赵志博,

摘要：采用热固性环氧斜纹编织预浸料、菱形的不锈钢丝网和铝合金丝网，制备了4种不同铺层结构的复合材料板。通过低速冲击和冲击后压缩(CAI)试验，研究混杂金属网结构在不同能级冲击下的损伤行为及冲击后的剩余压缩强度；同时采用双悬臂梁(DCB)拉伸和末端切口弯曲(ENF)试验，进而研究了金属网层对碳纤维复合材料层间断裂性能的影响。通过使用超声波扫描和二维虚拟图像关联(2D-VIC)测试系统对比了冲击后试件内部的损伤程度及冲击后压缩过程中变形云图，以揭示其增强机制。结果表明：金属网结构的引入可以改善面板的塑性和冲击能量影响范围，提高冲击能量吸收能力、CAI强度和层间剪切性能。此外，在混杂结构的ENF测试中，界面的破坏不仅有基体的破坏，还存在纤维的剪切断裂。

关键词：碳纤维增强聚合物, 金属丝网增强, 低速冲击, 层间断裂韧性, 损伤机制,