3D机织复合材料老化损伤

揭示热氧老化下树脂收缩与多尺度损伤的耦合机制,为寿命预测提供依据

Ke, Yanan · Huang, Shuwei · Sun, B. · Frank, Ko · 顾伯洪

Composites Science and Technology 2024

技术优势

裂纹形成条件被量化

纤维/树脂界面裂纹的形成与树脂收缩状态直接挂钩,只有周围树脂收缩斜率超过特定阈值时才会出现。通过测量收缩斜率,可以预测界面开裂风险,而不必等待损伤肉眼可见。

树脂裂纹被证明会加速收缩

树脂收缩轮廓的演化显示了树脂裂纹对收缩的加速作用。裂纹为氧气扩散提供了快速通道,使局部氧化加剧,收缩更快。这意味着一旦出现微裂纹,老化进程会自我加速,寿命预测必须考虑这一正反馈。

多尺度损伤机制被关联起来

宏观纱线裂纹通过富树脂区微裂纹的累积和纤维/树脂界面脱粘形成。将微观树脂裂纹、界面脱粘与宏观纱线开裂串联起来,揭示了从微观到宏观的损伤演化路径,为建立跨尺度损伤模型提供了实验基础。

应用场景