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斷裂韌性是應(yīng)用線彈性斷裂力學(xué)再各向同性材料中建立的描述材料抵抗裂紋擴(kuò)展能力的力學(xué)性能參數(shù)。

復(fù)合材料為什么要提高層間斷裂韌性？

設(shè)計(jì)出韌性好的基體

這是因?yàn)閷娱g性能主要取決于基體性能，基體韌性的提高可有效提高G1c 和G11C，從而可抑制分層、減少?zèng)_擊后損傷面積，對(duì)復(fù)合材料而言，可提高材料整體結(jié)構(gòu)韌性，(如飛機(jī)機(jī)翼、油箱、螺旋槳葉、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等),防止沖擊后漏油，賦予復(fù)合材料更高的擊穿能量值，使其在高能量沖擊下不易被擊穿。

如何提高復(fù)合材料的斷裂韌性？

夾膠膜技術(shù)

層間夾膠膜主要時(shí)針對(duì)易受沖擊結(jié)構(gòu)提出的一種提高沖擊阻抗或減小層間應(yīng)力集中的設(shè)計(jì)方法，復(fù)合材料的碳纖維鋪層之間夾入一些環(huán)氧樹(shù)脂基膠膜（如大連義邦Xantu. Layr納米纖維增韌膜）或熱塑性膠膜，可提高層間斷裂韌性。新一代的層間夾膠膜是采用吸水性更低的XD10作為原材料，使用靜電紡絲工藝，將連續(xù)的千米長(zhǎng)的納米纖維沉積到沉積到離型紙上。在幾乎不增加任何厚度和重量的情況下，改善復(fù)合材料的斷裂韌性、沖擊強(qiáng)度之后的壓縮（CAI)和抗疲勞強(qiáng)度。這種技術(shù)已成功被應(yīng)用于航空、F1賽車(chē)、國(guó)防軍工、競(jìng)技類(lèi)體育用品等復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中。

夾膠膜的鋪貼方式？

利用鋪層設(shè)計(jì)改善損傷容限特性，如大連義邦Xantu. Layr納米纖維增韌膜，使用在預(yù)浸料層間，鋪貼簡(jiǎn)便，在鋪貼方面通常使用±45°層壓板對(duì)沖擊損傷和含孔拉伸相對(duì)均不敏感，所以受損后強(qiáng)度降要小些。此外采用不同的鋪層比，甚至不同的預(yù)浸料原材料（單向帶或織物）都可以獲得不同的效果。

關(guān)于材料損傷容限設(shè)計(jì)總結(jié)：復(fù)合材料是非均質(zhì)的材料，含有基體、纖維和界面三項(xiàng)，這幾種相結(jié)構(gòu)對(duì)于裂紋拓展的阻力不同，另外復(fù)合材料的斷裂過(guò)程中通常伴隨著界面脫粘、纖維橋接、纖維撥出等能量消耗過(guò)程，這便造成復(fù)合材料內(nèi)部裂紋不遵循自相擬擴(kuò)展的規(guī)律，即裂紋體在受到垂直于裂紋面的拉伸載荷時(shí)，裂紋沿著原裂紋面發(fā)生擴(kuò)展的規(guī)律。提高復(fù)合材料的斷裂韌性就是減少裂紋的擴(kuò)展，改善樹(shù)脂材料的韌性，增強(qiáng)復(fù)合材料的可設(shè)計(jì)性。

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