挖补法修复碳纤维复合材料

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复合材料具有比强度和比模量高、可设计性强、疲劳性能好、耐腐蚀等许多优异性能,近年来已经越来越多的在民用和军用领域大量应用。伴随着越来越多的使用,复合材料出现损伤的几率也大大增加。为了不影响后续的使用以及经济性方面的考虑,复合材料的修补已成为一个受到广泛关注的问题。对于这些损伤,在一些承力不大的部位,可以忽略不予修补,但是对于一些重要部位,大面积更换部件又不经济划算,对原有复合材料构件进行修补便成为一种经济可行的方案。为了分析复合材料挖补修复后的拉伸性能,对阶梯形胶接挖补修理后层合板的拉伸性能和拉伸疲劳性能进行了试验研究,分析了挖补斜度对修理后层合板拉伸强度及破坏形貌的影响,修理后试件强度与完好试件进行对比,了解影响因素的作用及挖补修理的恢复效率。试验结果表明:试件在拉伸实验中的损伤形式为补片与母板胶粘处的胶层失效和纤维断裂,不同挖补斜度的试件表现出不同的破坏形貌,各类型试件主要的失效模式为胶层失效和纤维撕裂,六种修补角度进行对比,由拉伸试验得出复合材料挖补修复的最佳修补角度为6°;通过最佳修补角的修补板与完好碳板拉伸试验最大载荷的对比,发现修补后板件强度可达到完好板件的82.54%。试验结果可为实际挖补修理工艺优化提供依据和指导。