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[1]张旭,张华鹏,潘忠祥,等.平纹碳纤维/聚醚醚酮热塑性层压复合材料高温层间剪切失效行为研究[J].浙江理工大学学报,2025,53-54(自科三):283-294.
　ZHANG Xu,ZHANG Huapeng,PAN Zhongxiang,et al.A study on the high temperature interlaminar shear failure behavior of  plain CF/PEEK thermoplastic laminated composites[J].Journal of Zhejiang Sci-Tech University,2025,53-54(自科三):283-294.
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平纹碳纤维/聚醚醚酮热塑性层压复合材料高温层间剪切失效行为研究()
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浙江理工大学学报[ISSN:1673-3851/CN:33-1338/TS]

卷:
第53-54卷
期数:
2025年自科第三期
页码:
283-294
栏目:
出版日期:
2025-05-05

文章信息/Info

Title:
A study on the high temperature interlaminar shear failure behavior of  plain CF/PEEK thermoplastic laminated composites
文章编号:
1673-3851 (2025) 05-0283-12
作者:
张旭; 张华鹏; 潘忠祥; 郁佳佳
1.浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)，杭州 310018；2.浙江大学能源工程学院，杭州 310027
Author(s):
ZHANG Xu;  ZHANG Huapeng;  PAN Zhongxiang;  YU Jiajia
1.College of Textile Science and Engineering (International Institute of Silk), Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China; 2.College of Energy Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
关键词:
热塑性复合材料; 层间剪切; 高温效应; 多尺度有限元仿真
分类号:
TB332
文献标志码:
A
摘要:
层间剪切破坏是层压复合材料的主要失效模式之一，温度是影响热塑性复合材料力学性能的重要因素。为了探讨平纹碳纤维/聚醚醚酮（CF/PEEK）热塑性层压复合材料在高温条件下的层间剪切特性，分别进行了25、120 ℃和295 ℃下的准静态短梁剪切试验和多尺度有限元仿真，在热空气加热条件下使用万能试验机进行短梁剪切试验，同时使用相机观察和数字图像相关法（DIC）表征复合材料短梁剪切的损伤渐进过程。通过参数层级传递的方法从微观、介观和宏观尺度，建立了一种可由组分材料性能预测宏观力学行为的多尺度有限元模型。结果表明：温度升高使平纹CF/PEEK热塑性复合材料的层间剪切力学性能不同程度地减弱，复合材料在温度从25 ℃上升到120 ℃时，层间剪切强度降低了19.24%，剪切模量下降了27.72%；在温度从120 ℃上升到295 ℃时，层间剪切强度降低了40.90%，剪切模量下降了57.98%。在25 ℃和120 ℃时，复合材料短梁剪切过程中均发生了断裂，而在295 ℃时，仅为明显的弯曲。多尺度有限元仿真结果表明，该模型的仿真结果与试验结果吻合，同时节约了计算成本。该文为了解 CF/PEEK 复合材料的短梁剪切失效机理提供试验和仿真支撑，进而为平纹CF/PEEK复合材料结构设计和工程应用提供数据依据和试验基础。

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期： 2024-04-19
网络出版日期：2024-06-12
基金项目： 国家自然科学基金项目(52075498)
作者简介： 张旭(1997—)，男，河南信阳人，硕士研究生，主要从事复合材料力学性能方面的研究
通信作者： 潘忠祥 panzx@zstu.edu.cn,张华鹏，E-mail:roczhp@163.com
更新日期/Last Update: 2025-05-06