【環(huán)氧板】材料的界面力學(xué)特性

環(huán)氧板材料的增強(qiáng)體和基體通過界面環(huán)氧板在起。 界面的特性 會(huì)影響環(huán)氧板材料載荷的傳遞進(jìn)而影響環(huán)氧板材料的力學(xué)性能。因此，有必要了解環(huán)氧板材料界面的力學(xué)特征及其對環(huán)氧板材料力學(xué)性能的影響，從而更好地對界面進(jìn)行設(shè)計(jì)和控制。本節(jié)主要講述環(huán)氧板材料界面的力學(xué)特征及強(qiáng)度測試方法。

環(huán)氧板材料界面可根據(jù)基體模量的不同分為以下兩類:

(1)彈性界面。該類界面是指彈性纖維和彈性基體組成的環(huán)氧板材料界面。該類環(huán)氧板材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線特征是其變形和斷裂過程可分為兩個(gè)階段:第--階段是纖維和基體出現(xiàn)彈性變形;第二階段是基體出現(xiàn)非彈性變形,纖維斷裂，進(jìn)而環(huán)氧板材料斷裂。屬于這類界面的環(huán)氧板材料主要有碳纖維或陶瓷纖維增強(qiáng)陶瓷基體及玻璃纖維增強(qiáng)熱固性聚合物等。

(2)用服界面(滑移界面)。該類界面是指彈性纖維和塑性基體組成的環(huán)氧板材料界面。該類環(huán)氧板材料,在承載失效時(shí),纖維的斷裂應(yīng)變小于基體的斷裂應(yīng)變;纖維表現(xiàn)為脆性破壞,基體表現(xiàn)為塑性破壞。因此,該類環(huán)氧板材料的應(yīng)力一應(yīng)變曲線的特征是變形和斷裂過程可分為三個(gè)階段:第一階段，纖維和基體均發(fā)生彈性變形;第二階段,隨著應(yīng)力的增大，基體開始發(fā)生非彈性變形,但該階段纖維的變形仍是彈性的;第三階段，基體發(fā)生破壞,纖維斷裂，進(jìn)而環(huán)氧板材料斷裂。屬于這類界面的環(huán)氧板材料主要有硼纖維、碳纖維或陶瓷纖維增強(qiáng)的金屬基環(huán)氧板材料以及纖維增強(qiáng)的熱塑性聚合物環(huán)氧板材料。

不管是彈性界面還是屈服界面,環(huán)氧板材料承載時(shí)，載荷一般都是直接加在基體上，然后通過界面?zhèn)鬟f到纖維上，使纖維受載。一般而言,纖維的模量要大于基體的模量。對于連續(xù)纖維增強(qiáng)的環(huán)氧板材料,其受力時(shí)遵循等應(yīng)變條件,基體和纖維受力較為簡單。而對于短纖維而言，受載時(shí)基體的變形量要大于纖維的變形量。圖9-1可以簡單表示環(huán)氧板材料受力時(shí)纖維和基體變形不均勻的現(xiàn)象。由于纖維和基體是緊密結(jié)合的,纖維將限制基體的過大變形,于是界面部分便產(chǎn)生了剪應(yīng)力和剪應(yīng)變，環(huán)氧板材料所受載荷也合理分配到纖維或增強(qiáng)體中。由于纖維

軸向的中間和兩端部分限制基體變形的程度不同(見圖9-1),因而界面處的剪應(yīng)力沿纖維軸向方向的大小也不相同。分析其應(yīng)力傳遞和載荷分布時(shí)，最重要的理論為剪滯理論。

剪滯理論是由Rosen于1965年提出的，推導(dǎo)時(shí)假設(shè)界面結(jié)合良好,界面無滑移;環(huán)氧板材料基體和纖維泊松比相同,即無橫向截面應(yīng)力產(chǎn)生,或加載過程中不產(chǎn)生垂直于纖維軸向上的應(yīng)力。取環(huán)氧板材料中一個(gè)單元(見圖9- 2),討論加載時(shí)載荷如何傳遞到纖維上，及纖維中應(yīng)力的分布情況。單元中,纖維直徑為d,半徑為r,，纖維長度為l，纖維拉應(yīng)力為σ,界面剪切應(yīng)力為:傳遞到纖維上的載荷為P.纖維之間的距離為2R,纖維軸向坐標(biāo)為x即從纖維一端開始沿纖維任意一點(diǎn)的位置。

想知道環(huán)氧板更多關(guān)于的知識百度一下