单向混杂碳纤维增强复合材料在三点弯曲载荷下的力学性能DOI:10.19936/j.cnki.2096－8000.20230328.018单向混杂碳纤维增强复合材料在三点弯曲载荷下的力学性能周菊萍，李鹏*，王一超(北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029)摘要:本文采用模压成型工艺，使用日本东丽公司T1100GC和M55J两种碳纤维预浸料制备了一系列单向混杂碳纤维复合材料(HCFＲP)层合板，通过改变HCFＲP的混杂比和铺层方式，研究了不同HCFＲP在三点弯曲载荷作用下的力学性能，并使用光学显微镜观察HCFＲP的破坏形貌，分析其失效模式。研究表明:单一T1100GC和单一M55J碳纤维复合材料均发生压缩破坏，B型混杂结构HCFＲP则以中间层的剪切破坏为主，C型混杂结构HCFＲP的破坏模式与混杂比有关。无论何种混杂结构的铺层方式，混杂比为47.1%的HCFＲP均表现出最优的弯曲性能，其中以M55J碳纤维作为芯层的C型混杂HCFＲP的弯曲强度最高，为2052．7MPa，其破坏模式表现为整体破坏;以T1100GC碳纤维作为芯层的C型混杂HCFＲP的弯曲弹性模量最高，为310.5GPa，其破坏模式表现为分层破坏。关键词:混杂复合材料;碳纤维;弯曲性能;破坏模式中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:2096－8000(2023)03－0112－08Mechanicalpropertiesofunidirectionalhybridcarbonfiberreinforcedcompositesunderthree－pointbendingloadZHOUJuping，LIPeng*，WANGYichao(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China)Abstract:WehaveadoptedT1100GCtogetherwithM55Jcarbonfibersasprepregstofabricateaseriesoftheunidirectionalhybridcarbonfiberreinforcedcomposite(HCFＲP)laminatesviamoldingmethod．BychangingthehybridratioandlayupmethodsofHCFＲP，thebendingpropertiesofHCFＲPhavebeeninvestigatedviathree－pointbendingtest，andopticalmicroscopehasbeenutilizedtoanalyzetheirfailuremodeunderbendingloads．OurresultsindicatethatbothpristineT1100GCandM55Jcarbonfibercompositessufferfromcompressionfailure．Thedestro-yingoftypeBhybridstructuresinHCFＲPismainlyduetoshearingfailureinthemiddlelayer，thefailuremodeoftheHCFＲPintypeCisrelatedtothehybridratio．HCFＲPwiththehybridratioof47.1%exhibitsthebestbendingpropertiesregardlessoflayupmethods．TheflexuralstrengthofHCFＲPwithM55Jcarbonfiberinthemiddlelaye...
