基于超声引导的微细Z-pin植入系统

为了减少传统Z-pin增强工艺对复合材料层合板造成的面内性能损伤,提出超声引导直径为0.11?mm的微细Z-pin自动植入工艺.?根据超声引导微细Z-pin植入原理,设计开发自动植入系统.?根据Z-pin植入力特性,综合夹心式压电换能器的设计理论,设计纵振型超声振子,利用有限元仿真软件对超声振子进行模态及谐波响应分析,实测超声振子阻抗与振幅特性,得到谐振频率为70.0624?kHz,振幅为2.578?μm,与仿真结果一致.?搭建超声引导植入系统,对微细Z-pin增强复合材料层合板进行面内拉伸、压缩性能及层间断裂韧性测试.?结果表明,对于体积分数为0.2％、直径为0.11?mm的微细碳纤维Z-pin增强复合材料层合板,拉伸、压缩强度分别下降1.6％和3.4％,Ⅰ型层间断裂韧性可以提升14.4倍.