Z-pin增强复合材料开孔层合板压缩性能

摘要：

针对复合材料开孔层合板孔边应力集中而导致承载能力降低现象,采用Z-pin增强技术提高性能.重点了研究开孔层合板的压缩性能,制备了不同Z-pin植入体积分数的开孔层合板试样并进行了压缩试验,在试验基础上,应用有限元分析方法对Z-pin增强开孔层合板进行建模分析,基于渐进损伤分析法和内聚单元法模拟了复合材料基体以及Z-pin的增强效果.试验结果表明:Z-pin的植入可以显著提高开孔层合板的抗压性能,且随着Z-pin植入体积分数的提高,压缩性能不断上升,压缩强度最高可以提高23.06％;只有沿载荷方向,位于开孔两侧的Z-pin可以提高结构的承载能力;在Z-pin桥联力的作用下,降低了损伤的扩展速度,但并没有改变层合板的最终失效模式.模拟结果表明:压缩损伤从孔边向两侧扩展,位于层合板中心的铺层最先出现损伤,其中第6层与第10层的增强单元最先发生破坏.模拟计算结果与试验结果得到了较好的吻合,该有限元模型对于Z-pin增强复合材料开孔层合板的适用性得到了验证.

关键词：复合材料、开孔层合板、Z-pin增强技术、压缩试验、渐进损伤

所属期刊栏目：34

分类号：V258;TB332(航空用材料)

资助基金：装备预研共用技术项目41422020110

在线出版日期：2019-05-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：885-893