1、引言
    多向复合材料层板的损伤模式可归纳为基体裂纹、分层、纤维断裂和纤维/基体脱胶等4种形式。其中，基体裂纹与分层是层板的两种主要的损伤失效模式。它们引起剩余强度、剩余刚度的下降，影响结构的耐久性和完整性。基体的主要功用是对纤维起支撑作用并以受剪方式承受和传递载荷。基体裂纹在很低载荷或循环下即可产生，甚至在固化后的层板中就可发现，是常见的一种层内损伤模式。基体的性能直接关系到复合材料的功能和性能。发达一直在致力于发展高性能树脂基体。改性的双马树脂具有耐高温和易加工的优点，这使双马树脂的应用范围日益广泛。目前，改性的双马树脂基复合材料已应用于飞机的主承力件和次承力件，如美国第四代先进战斗机F一上已大量应用了BMI树脂复合材料。
   虽然关于基体裂纹的研究已经比较广泛，但铺层顺序对基体裂纹起始及扩展规律的影响尚缺乏深人研究。本文以自制的烯丙基双酚A改性双马树脂(BMI/O，O分钟-DPA，以下简称BMI一DPA)为基体材料，采用无切口矩形试件，研究静载下铺层顺序对基体裂纹的起始及裂纹扩展的影响。关于烯丙基双酚A改性BMI一DPA的制备及其在不同温度下的拉伸、压缩性能参见有关文献，这里不再赘述。
试件准备及试验
2.1试件准备
    以BMI一DPA为基体材料，采用日本T300的碳纤维为增强纤维，制成预浸料后按表1的铺层顺序铺成试验平板，而后从固化后的试验平板上切取指定形状和尺寸的试件，并在夹持端粘贴玻璃纤维布护板。
2.2试验及试验结果
    试验在MTS810试验机上进行。准静态拉伸，阶梯加卸载。用X光照相记录基体裂纹平均间隔。用X一Y记录仪记录层板纵向杨氏模量的变化。试验到试件发生静载破坏时结束。T3OOBMI-DPA的材料力学性能如表2所示。铺层顺序对基体裂纹的影响如表3所示。图1是铺层顺序对基体裂纹的影响曲线。图2是不同铺层顺序下的刚度变化曲线。

3试验结果分析
    由表3可见，由于铺层顺序不同，[0₂/90₄〕_S，层板的裂纹起始应变比[0/90₄/0]_s层板大约低14%。由表3和图1可见，两种不同铺层顺序的层板在准静态载荷作用下的断裂应力基本相同，但断裂时的应变相差较大。其中，[0₂/90₄〕_S层板断裂时的应变为1.180，[0/90₄〕_S层板断裂时的应变为1.912。前者比后者小62%，说明后者具有较大的断裂韧性。由表3可见，两种层板的饱和裂纹密度几乎相差一倍。这说明铺层顺序不同，基体裂纹的扩展也大不相同。由图2可见，虽然层板的饱和裂纹密度相差很多，刚度下降却基本一样，没有大的差别。
4、结语
    综上所述，复合材料层板的铺层顺序的不同不仅影响基体裂纹的起始载荷、扩展速率、断裂韧性，也将对基体裂纹的饱和裂纹密度产生显著的影响。至于两种复合材料层板的刚度下降一致，也即终刚度相等的试验结果，由于仅从正交层板得出，尚需做进一步的试验研究和分析。但有一点是明确的，对于正交层板而言，在相同的外加载荷作用下断裂韧性与裂纹扩展速率存在对应关系。值得注意的是，对于不同铺层顺序的优劣，不能一概而论，应根据不同的使用要求，充分发挥复合材料性能的可设计性优势。