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電熱作用對碳纖維/樹脂復(fù)合材料界面應(yīng)力的影響

王志平; 孫凌豐; 路鵬程; 李娜; 王宏洋 中國民航大學(xué)理學(xué)院; 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 天津300300

摘要:碳纖維/樹脂復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于民用航空器結(jié)構(gòu)中,在服役期間會受到復(fù)雜環(huán)境(濕熱、腐蝕、復(fù)雜應(yīng)力和電熱作用等)的作用,低強(qiáng)度電流對碳纖維/樹脂復(fù)合材料的影響受到的關(guān)注較少。以碳纖維/樹脂復(fù)合材料為研究對象,根據(jù)碳纖維的溫敏效應(yīng)和通電時(shí)的電阻變化規(guī)律,計(jì)算出碳纖維單絲/環(huán)氧樹脂復(fù)合試樣的界面溫度范圍,之后采用拉曼光譜測試和單絲斷裂實(shí)驗(yàn)研究了低強(qiáng)度電流對單絲復(fù)合體系界面應(yīng)力和界面剪切強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明:隨著電流強(qiáng)度的提高,單絲復(fù)合體系的界面溫度隨之升高,電流為8mA時(shí),界面溫度高達(dá)約200℃。隨著電流強(qiáng)度的增大,單絲復(fù)合體系的界面壓縮應(yīng)力表現(xiàn)為先增大后減小的趨勢,電流高于7mA后,界面處樹脂出現(xiàn)燒蝕降解破壞;單絲斷裂實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著電流強(qiáng)度增大,單絲復(fù)合體系的界面剪切強(qiáng)度呈現(xiàn)先升后降的趨勢,在6mA時(shí)界面剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值62.39MPa,而8mA時(shí)界面剪切強(qiáng)度僅為34.95MPa。

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