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1、第31卷20lO年第12期12月航空學(xué)報(bào)ACTAAER()NAUTICAETASTR()NAUTICASINICAV01．31No．12Dec．2010文章編號(hào)：1000—6893(2010)12—2435—07Z—pin增強(qiáng)復(fù)合材料層合板拉伸性能的試驗(yàn)研究及模擬分析李成虎1，燕瑛1，崔玉波2，齊德勝2，溫永海2(1．北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與T程學(xué)院，北京100191)(2．中航T業(yè)哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱150066)ExperimentandSimulationStudyonTensilePropertiesofZ—pinnedCompositeLamin
2、atesLiChenghul，YanYin91，CuiYub02，QiDeshen92，WenYonghai2(1．SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics。Beijing100191，China)(2．AVICHarbinAircraftIndustryGroupCo．Ltd．，Harbin150066，China)摘要：針對(duì)Z-pin增強(qiáng)復(fù)合材料層合板的拉伸性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究及模擬分析。拉伸試驗(yàn)研究了3種鋪層方式的層合板：[03。-[90]12．[4
3、5／o／一45／90]z。。模擬分析將根據(jù)引入Z—pin造成的復(fù)合材料層合板微觀(guān)結(jié)構(gòu)變化建立單胞模型來(lái)進(jìn)行，通過(guò)調(diào)整單元材料坐標(biāo)系的1方向來(lái)模擬Z-pin周邊纖維偏轉(zhuǎn)。通過(guò)試驗(yàn)研究和模擬分析得出了Z—pin對(duì)3種層合板拉伸強(qiáng)度的影響程度。研究表明Z—pin引人造成的面內(nèi)纖維含量降低(由樹(shù)脂富裕區(qū)引起)和纖維方向偏轉(zhuǎn)(包括纖維面內(nèi)偏轉(zhuǎn)和厚度方向卷曲)是層合板拉伸性能降低的主要原因。通過(guò)模擬分析進(jìn)一步得出：對(duì)于[03。鋪層層合板，Z—pin插入引起的纖維面內(nèi)偏轉(zhuǎn)是面內(nèi)拉伸強(qiáng)度降低的主要閡素；對(duì)于準(zhǔn)各向同性層合板。Z—pin插入產(chǎn)生的樹(shù)脂富裕區(qū)(降低了纖維含量)是面內(nèi)拉伸強(qiáng)度降低的主要閃
4、素。關(guān)鍵詞：Z—pin；層合板；拉伸性能；單胞；偏轉(zhuǎn)中圖分類(lèi)號(hào)：V257文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAbstract：ThisarticlepresentsanexperimentandsimulationstudyonthetensilepropertiesofZ—pinnedcom—positelaminates．Laminatesofthelay—uppatternsofunidirectional[0]6and[90]12andquasi—isotropic[45／o／一45／90]2sarestudiedbyatestofmonotonictension．Simulationstudy
5、iscarriedoutbystudyingthemicrostructuralunitcellthroughadjustingthefirstdirectionofthematerialcoordinatesystemsofelementstomodelthedeflexionoffibersaroundtheZ—pin．TheextentoftheeffectoftheZ-pinonthetensilestrengthofthelaminatesisthusobtainedbyexperimentandsimulation．Thestudyshowsthatin-planefi
6、bredilutionandin—planefibredeflexionandout—of-planefibrecrimpingcausedbyZ—pinarethemaincausesforthedeclineinin-planetensilepropertiesoflaminates．Furthermore，in—planefibredeflexionisthemaincauseforthedeclineofin-planetensilestrengthoflaminatesofthelay-uppatternofunidirectionalE036，whilein—plane
7、fibredilutionisthemaincauseforthedeclineofin-planetensilestrengthoflaminatesofthelay—uppatternofquasi—isotropic[45／0／一45／90]2s．Keywords：Z-pin；laminates；tensileproperty；unitcell；deflexion復(fù)合材料層合結(jié)構(gòu)具有很好的面內(nèi)性能，但它的層間韌性較差11]。較低的層間韌性會(huì)造成復(fù)合材料層合板結(jié)構(gòu)
