【環(huán)氧板】的測(cè)試

用該方法可以測(cè)得界面剪切強(qiáng)度和界面摩振剪切應(yīng)力。假定界面勇切應(yīng)力:沿整個(gè)界面近似不變，P為纖維和基體之間發(fā)生脫點(diǎn)滑移時(shí)所需的拉力為纖維半徑:L為纖維被埋人的長(zhǎng)度。由此可得到界面剪切應(yīng)力的表達(dá)式為

需要注意的是，在將纖維埋人基體材料時(shí).埋人長(zhǎng)度不能過(guò)長(zhǎng)(不能大于臨界纖維長(zhǎng)度)，否則在試驗(yàn)中，可能會(huì)出現(xiàn)纖維斷裂而界面未破壞的現(xiàn)象。此外，實(shí)際測(cè)得的載荷-位移曲線要更為復(fù)雜。加載初期，載荷位移并不呈嚴(yán)格的線性關(guān)系,其形狀受多種因素的影響，如纖維直徑、埋人長(zhǎng)度、基體和纖維性質(zhì)、界面結(jié)合情況以及試樣的制備過(guò)程等。而達(dá)到最大負(fù)載后與摩擦力相關(guān)的曲線通常呈鋸齒狀。最后,由于試樣制備上的限制，單纖維拔出試驗(yàn)一般只用于聚合物基環(huán)氧板材料。

纖維頂出試驗(yàn)。該方法又稱纖維壓出(壓脫)試驗(yàn),是一種可對(duì)復(fù)合材料原位測(cè)定界面力學(xué)性能的方法。其主要過(guò)程是先將高纖維體積分?jǐn)?shù)的真實(shí)環(huán)氧板材料沿與纖維軸向垂直的方向切成片狀,將截面拋光，以消除因基體對(duì)纖維的浸潤(rùn)而向上延伸這部分的影響。然后選定合適形狀的壓頭在纖維端面加壓.直至界面發(fā)生滑移或脫黏。記錄纖維壓出過(guò)程中的載荷位移曲線，由此可獲得界面力學(xué)性能的各項(xiàng)參數(shù)。(a)和(b)分別為該試驗(yàn)的示意圖和典型的載荷位移曲線圖。

載荷位移曲線可分為四個(gè)階段:(1)界面發(fā)生線彈性變形→( I)界面開(kāi)始脫黏，發(fā)生非性安形，極量降低一(1)界面全部脫勒導(dǎo)政載荷急劇降低-(IN )外加應(yīng)力只克服界面原求剪應(yīng)力而發(fā)生纖維推出。

纖維明出試驗(yàn)測(cè)試對(duì)象是真實(shí)的復(fù)合材料，不僅可以反映環(huán)氧板材料制備工藝對(duì)材料界面性能的影響，還可以監(jiān)測(cè)環(huán)氧板材料在使用過(guò)程(疲勞成環(huán)境因素)中界面強(qiáng)度的變化。相比平單纖維拔出試驗(yàn),纖維頂出試驗(yàn)為金屬基和陶密基復(fù)合材料提供了一種合適的，而且他快速?gòu)埖媒缑鎻?qiáng)度的測(cè)試方法,但其不適用F低模量的切性纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料。對(duì)于脆性材料，加載過(guò)程可能會(huì)導(dǎo)致纖維碎裂,因而對(duì)所測(cè)試的纖維有一定要求。另外,該方法也不能準(zhǔn)確地觀察界面的破壞情景成脫黏的位置。

 臨界纖維長(zhǎng)度法。該方法是依靠剪滯模型發(fā)展而來(lái)的微觀力學(xué)試驗(yàn)方法，主要是通過(guò)測(cè)得環(huán)氧板材料的臨界纖維長(zhǎng)度l。來(lái)間接獲得界面的剪切強(qiáng)度。臨界纖維長(zhǎng)度le可通過(guò)單纖維拔出試驗(yàn)安和單纖維斷裂試驗(yàn)來(lái)測(cè)得。

單纖維拔出試驗(yàn)中,用不同長(zhǎng)度的纖維嵌人基體，就可以改變纖維的長(zhǎng)徑比。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，當(dāng)從拔出剛好轉(zhuǎn)為纖維斷裂時(shí)，嵌人基體的纖維長(zhǎng)度應(yīng)該為l./2。由此便測(cè)得l。,然后通過(guò)式(9-24)來(lái)獲得界面剪切強(qiáng)度。

單纖維 斷裂試馬驗(yàn)又稱為單纖維拉伸試驗(yàn)，其主要過(guò)程是將單根纖維伸直埋入基體材料中，制得合適形狀的試樣,隨后沿纖維軸向拉伸試樣,由于纖維應(yīng)變小于基體應(yīng)變，纖維會(huì)首先斷裂。只要纖維有足夠長(zhǎng)，這種斷裂就會(huì)多次出現(xiàn)，直到余下的纖維長(zhǎng)度小于等于1。為止。觀察纖維- 次或多次斷裂.統(tǒng)計(jì)纖維斷裂后各段的長(zhǎng)度,其中最長(zhǎng)的那段纖維長(zhǎng)度可作為臨界纖維長(zhǎng)度。

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