碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量最早用于军工和航空领域;并在耐疲劳性能、抗冲击性能、减振性能、耐高低温性能、耐腐蚀性能等方面都有显著的优点。除此之外,碳纤维复合材料的可设计性是它超过传统材料的最显著的优点之一,许多结构件和产品在使用过程中都要承受弯曲应力的作用,弯曲强度和弹性模量是必须要考虑的性能指标,本文以多种铺层角度的碳纤维板为研究对象,测试其弯曲性能。《产品浏览:碳纤维板(图)》
碳纤维预浸料按照[0°/90°/0°/90°/0°]和[0°/45°/-45°/0°]2种铺层角度对应试件A和试件B,分别制成5个标准弯曲试件,并热压成型制备测试样条。弯曲试验有三点弯曲试验和四点弯曲试验2种方法,由于三点弯曲试验简单、适用,虽然试验时存在剪应力但可采用加大试样跨厚比来调整,仍然是目前普遍使用的方法,本文采用三点弯曲试验方法分别对以上2种试件进行测试。
经过试验后:试件A[0°/90°/0°/90°/0°]铺层碳纤维层合板平均弯曲强度σ1=1025.6MPa、平均弯曲弹性模量E1=145.4GPa、跨距中点平均最大挠度f=1.986mm;试件B[0°/45°/-45°/0°]铺层碳纤维层合板平均弯曲强度σ2=510.4MPa、平均弯曲弹性模量E2=53.2GPa、跨距中点平均最大挠度f=2.586mm。
弯曲试验的结果非常类似与其他试验(比如拉伸和压缩)的结果,并且从单向弯曲试验得到的拉伸强度值,通常高于从标准拉伸试样中得到的拉伸强度值,后者的目的是用于设计数据,而作为一种加载方式的弯曲试验方法,由于所获得的结果有可能是试验方法的函数,通常用于质量控制和材料筛选,并不用于反映材料的力学性能。但是,由于操作相对的简单性可以在最短的时间对材料做出快速评价,这种试验仍然在广泛的使用。