复合材料层压板残余应力的研究

【摘要】：本文运用包埋应变片法研究了真空袋成型的RC10.800玻璃纤维／3218环氧树 脂单向层压板的微观残余应力、对称正交层压板中的宏观残余应力以及SW280A 玻璃布／3218环氧树脂层压板中的宏观残余应力，并且应用应变片法及理论分析定 性地研究了材料固化过程中的残余应变的发展。应变片法测试结果表明单向层压 板树脂中的微观残余应力为拉应力，平行于纤维方向的残余应力为 8.91 MPa；对 称正交层压板中平行于纤维方向和垂直于纤维方向的层间宏观残余应力分别是0.5 MPa和 11.57 MPa；玻璃布层压板平行纤维方向和垂直纤维方向的层间残余应力 分别为-8.17 MPa和11.02 MPa，残余应力测量值与理论估算值基本一致。本文还 采用云纹干涉法和X射线法应力应变测定仪对应变片法进行了验证，各种方法的 测试结果十分接近。另外，通过包埋在材料中的应变片对层压板作了应力释放实 验，肯定了在玻璃化转变温度附近进行后处理有利于固化过程中生成的应力得到 释放。通过对材料中最终残余应力组成的分析，证实了“global”应力的存在。最 后通过分析降温速率对单向层压板残余应力的影响，发现材料降温速率加大，可 能会使材料内部形成界面微脱粘和基体微裂纹等微缺陷，从而使材料残余应力得 到松弛，最终表现为材料具有较小的残余应力。