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碳纤维环氧复合材料高温力学性能研究

王志，张雷，陈健。。徐艳英。

(1．沈阳航空航天大学辽宁省通用航空重点实验室，辽宁沈阳110136；

2．沈阳航空航天大学辽宁省飞机火爆防控及可靠性适航技术重点实验室，辽宁沈阳110136)

摘要：以航空领域中广泛应用的4种典型碳纤维环氧复号为T1、T2、T3，和一种单项预浸料，编号为D1。将碳纤

合材料为研究对象，采用微机控制高温试验机测试25、50、100、维单向预浸料T1、T2和T3碳纤维布的差异在于碳纤维

15O℃下各试验样品的力学性能参数。通过对试样的应力与的铺层方式不同。其中，T1和T2为自定义铺层，主要是

应变的关系、拉伸破坏强度、拉伸弹性模量以及保留率的分析，为了对比分析铺层方式不同对力学性能的影响。T3碳

研究碳纤维环氧复合材料的高温力学性能。结果表明，4种碳

纤维布是一种实际中已经应用的材料，在通用航空工艺

纤维环氧复合材料的应力一应变曲线整体变化趋势大致相同，

中主要作为机身框材料使用。碳纤维单向预浸料D1由

在发生拉伸破坏现象之前，应力与应变呈正相关关系；碳纤维

3K碳布和单向预浸料组成，常作为飞机上仪表板的制作

环氧复合材料的高温力学性能与材料的铺层角度有关，与受力

材料。试样的铺层方式如表l所示。

方向一致的铺层越多，试样的力学性能就越好；通过数据拟舍

表1T1、T2、T3和D1的铺层方式

得到了碳纤维环氧复合材料高温力学性能的经验公式。

试样编号性质牌号铺层方式层数

关键词：碳纤维；复合材料；高温力学；拉伸破坏强度

T1自定义T300

中图分类号：X913．4。V214文献标志码：A碳纤维布—3K织物／环氧[(O。／90。)6／(±45。)2]8

文章编号：1009～0029(2O16)l2—1659一O5T2自定义T300

碳纤维布—3K织物／环氧[(0。／90。)／(±45。)]48

T3机身框T300[(O。／90。)／士45。]2

试验件—3K织物／环氧[±45。／(O。／90。)]8

碳纤维环氧树脂复合材料凭借高比强度、高比模量、2

结构尺寸稳定性好、耐腐蚀、可设计性好和良好的力学性D1仪表板T300—3K织物／环氧、[(±45。)／0。／45。6

试验件UIN46200／0。／～45。／o。]

能等优点，在军工企业、民用工业、建筑加固改造领域得

根据国家标准GB／T3354—2014~定向纤维增强聚

到了广泛的应用，尤其在航空等高科技领域中的应用越

合物