玻璃纤维聚合物基复合材料界面粘结强度的实验与理论分析.pdfVIP

摘要 复合材料界面是影响其整体力学性能的主要因素，对界面力学性能的测定 是界面研究中的重点和难点。目前直接用来测定纤维增强复合材料界面力学性 能的主要微观力学方法有单纤维复合材料断裂实验(SFC)、微脱粘方法、单纤 维拔出法、单纤维顶出法，其中以单纤维复合材料断裂实验的应用最为广泛。 复合材料主要是通过纤维来承受外界载荷，基体只起传递载荷的桥梁作用， 目前对界面载荷传递机理的研究主要以Cox的一维界面载荷传递模型和Nairn 的二维界面载荷传递模型为代表。Cox的一维界面载荷传递模型的主要特点是简 单、方便和实用，但是具有一个致命的缺点：没有考虑材料性能参数对界面载 荷传递能力的影响；Nairn的二维界面载荷传递模型虽然考虑了基体的横向效 应、纤维／基体材料性能参数对界蔼载荷传递能力的影响，但是其原理非常复杂， 不适合于单纤维复合材料断裂实验的数据处理。本文经过仔细地分析Cox的一 维界面载荷传递模型之后，提出了一个新的二维界面载荷传递模型，考虑了材料 性能参数对界面载荷传递能力的影响，特别是基体材料的性能对界面载荷传递 能力的影响最大，能够较好的描述界面粘结现象。 同时，文中详细讨论了单纤维强度测试实验(SFT)和单纤维复合材料断裂 实验(SFC)，重点讨论了纤维表面处理对单纤维拉伸强度和界面载荷传递能力的 影响；采用两参数Weibull统计理论对经过三种不同表面处理的单纤维拉伸强 度的测试结果的分散性进行了评价，获得了理想的实验结果；分析实验结果可 得到如下结论，SFT实验与SFC实验获得的界面剪切强度吻合良好；经过表面处 理的玻璃纤维的界面粘结情况较未经处理的玻璃纤维好；经过表面处理的玻璃 纤维的界面秸结强度和单纤维拉伸强度均高于未经表面处理的玻璃纤维。 关键词：复合材料界面界面载荷传递模型单纤维复合材料断裂实验 单纤维强度钡4试表面处理weibull统计理论 ABSTRACT interfaceisone ofthemost factors Composite importantthataffecttheoverall behaviorofthe andthe mechanical composite measurementofthemechanical theinterface of a roleinthe of playsveryimportant interface properties study main to methodsusedmeasurethe interface composite．Currently,the fiber／matrix of werebasedon composite properties micro-mechanics，includingsingle—fiber fragmentation composites test(SFC)，micro·debonding whichwas test，and test，in SFC used． pull-out single-fiberpush-out most、jl，idely inthe Thefibers matrix mostof external carry the lo