平纹碳纤维复合材料拉伸及环氧树脂压缩力学实验研究

为掌握手敷平纹编织碳纤维增强聚合物复合材料(PWCFRP)拉伸力学性能,制备了纯环氧树脂及单层PWCFRP试件,通过MTS电子万能试验机进行了拉/压力学性能测试,分析了2种材料的准静态力学行为并建立了本构模型。结果表明,PWCFRP的拉伸和EP的压缩失效均为脆性断裂,其中,PWCFRP表现为纤维束的经向拉断和纬向撕开。在一定尺寸范围内,材料的拉伸无尺寸效应,而压缩实验需考虑屈曲的影响。PWCFRP的拉伸力学行为包含起始非线性和线性,而EP的压缩力学则体现为非线性粘弹性。建立的非线性-线性分段本构模型能很好地预测PWCFRP的拉伸力学行为,采用非线性粘弹性ZWT本构模型能准确地捕捉EP的压缩力学行为。可为手敷PWCFRP的力学性能和应用工况提供了参考。