复合材料冲击试验

复合材料的抗冲击试验

1、低速冲击试验方法

为了模拟材料在真实条件下的冲击行为，研究人员提出了大量的实验方法。根据冲击的实际情况，冲击一般分为高速冲击和低速冲击。

高速冲击也称为弹道冲击。由于高速冲击在航空航天和军事领域受到了极大的关注，人们对高速冲击进行了大量的实验研究。高速冲击通常采用质量小的弹丸以较高的速度撞击材料，主要采用气枪发射弹丸来研究复合材料的高速冲击行为，如图：

低速冲击试验通常模拟大质量物体以较低速度对材料表面的冲击，如工具在维修过程中意外掉落，通常采用落锤试验装置进行实验模拟。

图2 落锤试验装置

研究结果表明，弹丸的形状、质量和速度都会对复合材料的失效机理产生显着影响。例如，研究人员对锤头形状与复合材料冲击行为之间的关系进行了大量研究。一般来说，使用的锤头越锋利，材料的冲击破坏范围越局部化，主要破坏模式由分层向基体破坏破坏转变。纤维断裂。

2、环境因素对低速冲击性能的影响

复合材料结构件在长期使用过程中，要经历高温、低温、湿热、热循环等复杂的环境影响。研究表明，在这些环境的作用下，复合材料的力学性能会发生明显变化。热循环通常会降低复合材料的弯曲强度和横向拉伸强度，并在基体中产生大量微裂纹。

主要利用环境预处理和环境模拟试验研究环境效应的影响。所谓环境预处理，就是将待测复合材料预先置于一定的环境中进行加工，然后将加工后的材料在室温下进行低速冲击试验。环境模拟试验是将复合材料放入环境箱中同时进行冲击。该方法用于研究组件在不同服役环境下的冲击性能。

3、材料性能对低速冲击性能的影响

纤维广泛用作复合材料生产中的增强材料。同时，纤维作为载荷的主要承受者，其性能的好坏对复合材料的整体抗冲击性能影响很大。用于航空航天工业的纤维主要有碳纤维, 玻璃纤维和凯夫拉尔纤维。由于碳纤维特有的脆性，碳纤维增强树脂基复合材料的抗冲击性能弱于玻璃纤维和凯夫拉纤维。

纤维增强树脂基复合材料的基体在复合材料中起着极其重要的作用。无论是传递载荷、保持纤维的取向还是保持材料的完整性，都离不开树脂基体。研究结果表明，虽然热固性树脂的机械性能优于热塑性树脂，但热固性树脂的交联分子结构使其韧性降低，这使得它们在冲击载荷下更容易失效。

界面在复合材料中起到向纤维传递载荷的作用，因此界面的性能好坏会影响复合材料的整体性能。纤维与基体界面结合不良的复合材料会表现出较低的强度和刚度，而结合过强会使材料变脆。

河北玉牛玻纤制造有限公司是一家拥有超过 10 年经验，7 年出口经验的玻璃纤维材料制造商。

我们是玻璃纤维原材料的制造商，例如 玻纤粗纱、玻纤纱、玻纤短切毡、玻纤短切原丝、玻纤黑毡、玻纤无纺布、玻纤布、玻纤布..等。

如有任何需要，请随时与我们联系。

我们将尽最大努力帮助和支持您。