玻纤不饱和复材耐冲击性能5

    (2)铺设角度对冲击性能的影响
    采用一元方差分析法对试件在大载荷时的能量吸收进行方差分析。分析结果见表。
    在取显著水平!=0.05时,F0.05(3,16)=3.24,F>F0.05(3,16),可见铺层方式对大载荷时的能量的吸收有显著影响。
    从表中可以看出,2#试样在损伤时对能量的吸收好,3#试样则差。当织物铺层角度不同时,由于织物经纬向密度和经纬向拉伸强度的不同,织物抵抗应力破坏的水平也不同。当织物铺层角度为0°时,织物抵抗应力破坏主要由经向的纤维承受,造成应力失衡;当织物呈正交铺设时,0°与90°层达到平衡,织物抵抗应力破坏由经向与纬向的纤维共同承受;当在0°层之间用+45°层隔开时,+45°有利于载荷的扩散,由于没有-45°与之平衡,使得织物承受冲击载荷的能力严重削弱;而当织物呈均衡铺设时(如4#试样铺层方式),其对能量的吸收比3#试样有所改善。
    另外就单向板而言,90°单向板的起裂韧性比0°单向板的起裂韧性高。从表中可以看出,2#试样载荷峰值处的位移和出现载荷峰值的时间都大于1#试样,说明2#试样的韧性和强度都比较高,这便造成了2#试样对冲击能量吸收的能力好于1#试样的现象。有文献报导,铺层方式为0°/90°的复合材料力学性能是0°/45°复合材料的3倍以上。在本实验中,0°/90°正交铺层板对冲击能量的吸收性能约为0°/45°对称斜交铺层板的1.13倍。从表中看出,3#试样和4#试样这2种铺层板的各项冲击参数性能均低于2#试样。这是因为在层与层的交界处,特别是斜向纤维层与正向纤维层(如0°或90°与±45°之间)处有比较大的层间应力,是脱层的易发处。这说明3#试样、4#试样的铺层方式使耦合效应较大,从而使抗冲击性能下降。
    用VARI成型工艺制备4种不同铺层方式的4层玻纤/不饱和聚酯复合材料板,并对各试样进行低能量冲击实验,结果表明,铺层方式对大载荷时的能量的吸收有显著影响,铺层方式为0°/90°/0°/90°的试样冲击能量吸收性能优于其他3种铺层方式,说明层合板的0°和90°层对层合板冲击承载能力的影响比较大;90°层的加入对层合板的冲击性能有所改善;当层合板中含+45°层时,应有-45°层与之对应,尽量形成均衡铺设,当遭受冲击载荷时能够均匀扩散载荷,从而提高耐冲击性能。