界面对纤维增强树脂基复合材料阻尼的影响

    界面是复合材料在热、化学及力学环境下形成的微结构，它包括界面层本身的特性、界面粘结方式及其粘结强度大小等。对于纤维复合材料，界面是纤维与基体之间应力和其它信息传递的介质，其结构和性能将直接影响复合材料的物理、化学和力学性能及其破坏行为[14]。纤维/基体界面条件及其性态对复合材料的宏观阻尼性能产生重要的作用，研究界面影响问题非常必要。界面通常因几何和材料性能上的不连续，呈现出复杂的应力状态，复合材料阻尼的变化与界面条件(包括理想粘合或局部脱粘)的变化联系密切。理想的纤维/基体界面只起传递载荷的作用，对宏观阻尼性能没有贡献。而非理想界面条件下，界面处的应力状态、界面力学性能等因素与材料的阻尼密切相关。为此，研究人员通过模拟将界面作用进行了量化。
    1 界面相性能对阻尼的影响
    Chaturvedi[15]等构造了基体/界面相/纤维三相微观模型，通过研究线性排布的短纤维增强聚合物复合材料的阻尼发现,纤维长径比、界面相的弹性模量和阻尼性能是影响三相复合材料的动态刚度和阻尼的主要因素。这一模型比以前的各种简单模型更加精确、全面。Ioana C. Finegan等[9]设计了Cu丝增强树脂基复合材料二维和三维有限元模型。利用对应原理和有限元法得到了材料在各种作用力下的刚度和阻尼性能，并讨论了Cu丝表面有、无PVC包覆相及包覆层厚度对复合材料刚度和阻尼特性的影响。结果发现，在增强相和基体之间添加高阻尼的第三相将大大提高材料的阻尼性能。
    2 界面结合状况对阻尼的影响
    J. Vantommel[16]从能量平衡的观点出发,建立了两相和三相纤维/塑料复合材料阻尼模型,对比分析发现，界面结合越差，界面相对单向纤维增强层合板的阻尼性能影响越明显。Murayama预测了尼龙/硫化橡胶和PEI/硫化橡胶界面处的阻尼，并考察了阻尼与界面剪切强度之间的关系。Chinquin等的研究也发现阻尼损耗因子随界面结合强度的增强而减小[17]。Rakesh Chandra等[18]利用有限元法和应变能法设计的两相和三相复合材料模型也考虑了界面破坏对阻尼性能的影响。他们发现，阻尼对界面破坏程度、破损位置、纤维与载荷夹角非常敏感。