碳纤维复合材料轴向压缩性能测试方法对比

轴向压缩性能一直是复合材料力学性能评价表征研究的难点.本文以国产T800级、M40J级碳纤维复合材料为研究对象,从试验研究、机理分析、计算模拟等角度,系统对比并分析了四种常用复合材料压缩性能测试方法的优劣与适用性,提出了优化的测试条件.试验与模拟结果表明,剪切加载方法(GB/T3856-2005)易产生应力集中造成试样提前破坏,使压缩强度测试结果相比美标剪切加载方法(ASTM D3410-2016)降低约9％;端部加载(SACMA SRM 1R—94)测试结果较美标剪切加载和联合加载方法(ASTM D6641-2014)高3％～6％.测试条件优化研究中发现,加强片材质对破坏模式影响较大,强界面高强度复合材料适宜采用金属加强片,弱界面低强度复合材料适宜采用玻璃钢加强片.分析试样断口形貌,剪切加载和端部加载方法都可以观察到单向复合材料以纤维"跪折"为主的破坏模式.从测试结果和破坏模式来看,端部加载方法是较优的压缩强度测试方法.