复合材料层合板冲击损伤影响因素分析

2.2　不同复合材料体系对层合板冲击损伤的影响

选择四种复合材料体系，分别为T300／BMP-316复合材料、AS4／3502Gr／Ep复合材料、T300／976Gr／Ep复合材料以及T300／KH-304复合材料。
　　受5.9J能量冲击后，四种不同材料层合板的整板损伤比较如图4所示。从图4中可以看出，就纤维断裂而言，AS4／3502Gr／Ep复合材料层合板的损伤最少，然后依次是T300／KH-304、T300／976Gr／EP和T300／BMP-316。说明按上述顺序，四种层合板的纵向拉伸强度将依次降低。就分层损伤来说，T300／BMP-316层合板的损伤最少，然后依次是T300／KH-304、T300／976Gr／Ep和AS4／3502Gr／Ep。说明按上述顺序，四种层合板的层间抗冲击性能依次降低。
　　表5为本文预测的四种不同材料层合板的整板冲击损伤面积(冲击能量为5.9J)。从表5可以看出耐于AS4／3502Gr／Ep复合材料和T300／976Gr／Ep复合材料，其损伤面积相差不多；而对于T 300／976Gr／Ep、T300／KH-304以及T300／BMP-316这三种复合材料，虽然它们的纤维是相同的，但是由于其基体的区别，导致了冲击损伤面积逐渐降低，即976Gr／Ep、KH-304和BMP-316这三种基体的抗冲击能力依次增强。

2.3　不同铺层方式对层合板冲击损伤的影响

　　层合板为T300／BMP-316复合材料，选择四种铺层方式，如表6所示。受5.9J能量冲击后，四种不同铺层参数层合板的整板损伤比较见图5。其中，0°铺层方向为水平方向。从图5可以看出，虽然四种铺层参数层合板的整板损伤都近似于椭圆形，但是随着0°铺层的增加，椭圆形的长轴逐渐由90°方向向0°方向转变，这说明铺层参数对层合板冲击损伤投影图形的长轴方向有影响。从损伤模式来看，各种铺层参数的层合板都出现了基体开裂、分层和纤维断裂等损伤。

　　四种不同铺层参数层合板的冲击损伤面积见表7(冲击能量为5.9J)。从表7可以看出，各种铺层参数层合板的冲击损伤面积相差无几。这说明在其他条件都相同的情况下，铺层参数对层合板的冲击损伤面积影响不大。

3　结沦
　　(1)在冲头冲击层合板的过程中，冲头的速度具有波动性，且冲击物越硬，其速度波动性越小。
　　(2)在相同冲击能量条件下，冲击物越硬，层合板各铺层的损伤面积越大，且层合板内部的损伤程度越严重。
　　(3)不同铺层参数会影响层合板的冲击损伤投影图形的长轴方向，但对层合板的冲击损伤投影面积大小几乎没有影响。
　　(4)不同复合材料体系，其层间性能及抗冲击能力有一定的区别。对于T300／BMP-316、T300／KH-304、T300／976Gr／ EP和AS4／3502Gr／Ep四种复合材料层合板，其层间抗冲击性能依次降低；对于976Gr／Ep、KH-304和BMP-316三种基体，其抗冲击能力依次增强。