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三维针刺 c／c复合材料面内压缩失效行为研究／牛学宝等 ·1O3 · 三维针刺c／c复合材料面 内压缩失效行为研究 牛学宝，张程煜，乔生儒，韩 栋，李 玫 (~JLI业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室，西安 710072) 摘要 通过研究三维针刺 c／c复合材料面内压缩失效行为，发现应力一应变行为包括起始段的非线性滞弹性、 线弹性、非线性损伤及应力下降失效4个阶段，循环加载一卸载实验表明线弹性阶段应力一应变行为的重复性好，而非 线性损伤阶段则与加载历程有关。面内压缩失效主要是端部分层脱粘和分层劈裂，受纤维／基体界面结合强度影响 较 大 。 关键词 C／C复合材料 压缩性能 应力一应变行为 破坏机理 中图分类号：TB332 文献标识码：A StudyontheIn—planeCompressiveFailureBehaviorof3DNeedledc／cComposites NIU Xuebao，ZHANGChengyu，QIAOSheng：ru，HANDong，LIMei (NationalKeyLaboratoryofThern1()structureCompositeMaterials。NorthwesternPolytechnicalUniversity．Xi’an710072) Abstract Theinplanecompressivefailurebehaviorofthree-dimensional(3D)needledc／c compositeswas studiedandtheresultsshow thatthestress-strainbehavioriSfoundtoconsistoffourdomains。includingnonlinear anelasticitydomainatthebeginningofthecurve，thelinearelasticitydomain，thenonlineardamagedomainandthe failuredomainwithdecreasingstress．Thestudiesofcyclicloading-unloadingexperimentindicatethatthestress-strain behaviorofthelinearelasticitydomainhasagoodrepeatabilitywhilethestress-strainbehaviorofthenonlinearda- magedomainisconcernedwiththecourseoftheloading．Thein-planecompressionfailureoftenoccursbyinterface debondingattheendofthespecimenanddelaminationofwholespecimen，whicharemainlyaffectedbythefiber／ma— trixinterfacia1bondingstrength． Keywords c／ccomposites，compressiveproperties，stress—strainbehavior，failuremechanism 层 0。无纬布、短切碳纤维毡、90。无纬布依次循环叠加到一定 0 引言 厚度后，在 方 向垂直针刺碳纤维，使其连接成为一个整体， c／c复合材料是 2000K时唯一能保持高比强、高比模的 得到三维针刺碳毡预制体 。经化学气相渗透(Chemicalva— 材料，同时具有真空高温下稳定性好、强度保持率大、抗烧蚀 porinfiltration，CVI)工艺致密 ，制得的三维针刺 c／c复合材 性能好等特点，在航空航天、核能及许多民用工业领域受到