制孔分层损伤对CF/PEEK复合材料拉伸性能和表面应变分布的影响

摘要：

目的 研究钻削制孔表面分层损伤与拉伸载荷下开孔碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料表面应变分布的相关性.方法 通过对 CF/PEEK 复合材料层合板进行钻削制孔实验,分析不同进给速度对钻削温度、钻削轴向力、制孔出口表面分层和孔壁表面损伤的影响.采用数字图像相关技术(DIC)和力学实验相结合的方法,研究分层损伤程度对开孔CF/PEEK复合材料层合板拉伸性能和表面应变分布的影响.使用扫描电镜观测开孔试件的断裂形貌,分析开孔试件受拉伸载荷时的破坏模式.结果 随着进给速度的增加,钻削温度降低,钻削轴向力提高,出口表面分层和孔壁损伤程度加剧.随着分层损伤程度的增加,层合板的拉伸强度呈现出降低的趋势,试件的拉伸强度从 558.4 MPa降低到525.63 MPa,降低了5.87%.在中应力和高应力状态下,试件x方向的最大负应变随着分层损伤程度的增加而增加.在高应力状态下,试件y方向的最大正应变随着分层损伤程度的增加而增加.试件的断裂方式主要是基体开裂、分层和纤维撕裂,断口有纤维脱落和纤维拔出,垂直于载荷方向的纤维破坏模式为剥离破坏,与载荷方向一致的纤维破坏模式为拉伸破坏.结论 钻削制孔表面分层损伤会降低开孔 CF/PEEK 复合材料的拉伸强度.不同分层损伤程度的开孔层合板表面应变分布表现出明显的差异性.

关键词：CF/PEEK复合材料、制孔损伤、拉伸性能、数字图像相关技术、表面应变

所属期刊栏目：52

分类号：TG506.7(金属切削加工及机床)

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：239-249