T300碳纖維復(fù)合材料性能參數(shù)解析
碳纖維復(fù)合材料在纖維方向有很高的強(qiáng)度和剛度，而在垂直纖維方向上的強(qiáng)度和剛度非常低，實(shí)際應(yīng)用中這類材料都是以層壓板的形式出現(xiàn)的，研究復(fù)合材料層壓板疊層結(jié)構(gòu)和鋪層角度對(duì)層壓板結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響，對(duì)改善復(fù)合材料層壓板結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，完善復(fù)合材料層壓板有重要作用。
實(shí)驗(yàn)材料是T300碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層壓板，10層對(duì)稱鋪層，每層厚0.15mm,復(fù)合材料層壓板厚1.50mm，0°方向的試件鋪層順序?yàn)閇±45/0/90/0]s，90°方向的試件鋪層順序?yàn)閇±45/90/0/90]s。它是目前工程上主要應(yīng)用的一類層壓板，可以獲得較大的面內(nèi)剪切剛度與強(qiáng)度。按照相關(guān)國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)制作實(shí)驗(yàn)樣條并進(jìn)行拉伸、壓縮等實(shí)驗(yàn)。
通過(guò)試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)并進(jìn)行比較可知：拉伸強(qiáng)度：0和90°方向試件的平均破壞強(qiáng)度分別為940.11MPa和458.63MPa,0方向的平均破壞強(qiáng)度是90°方向的2.05倍。彈性模量：拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，0°和90°方向的平均彈性模量分別為89.45GPa和48.35GPa，0°方向的平均彈性模量是90方向的1.85倍。壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，0°和90°鋪層方向試件的平均破壞強(qiáng)度分別為506.77MPa和419.90MPa，0°方向的平均破壞強(qiáng)度是90°方向的1.21倍。
由以上數(shù)據(jù)可以看出，拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，T300碳纖維復(fù)合材料0°方向試件的力學(xué)性能明顯優(yōu)于90°方向的力學(xué)性能。這是因?yàn)?°方向試件纖維鋪層方向?yàn)閇±45/0/90/0]s，90°方向試件纖維鋪層方向?yàn)閇±45/90/0/90]s。0°方向試件中間兩層纖維沿受力方向，而90°方向試件中間兩層纖維垂直于受力方向，90°方向試件的纖維層因受力時(shí)纖維與纖維之間容易脫落，而0°方向試件的纖維沿受力方向能承受較大的載荷。因此在使用這種材料時(shí)，要盡量使材料0°鋪層方向承受主要拉壓力，以達(dá)到最理想的使用效果。
壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，T300碳纖維復(fù)合材料0°方向試件的力學(xué)性能優(yōu)于90°方向的力學(xué)性能。但兩種試件力學(xué)性能的差別明顯小于拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)的差別，這是因?yàn)閴嚎s實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件的壓縮力學(xué)性能主要取決于試件層與層之間的牢固程度，纖維的鋪設(shè)方向影響不大，所以兩種試件的力學(xué)性能相差不大。
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