港科大等《Composites Part B》：热塑性复合材料低速冲击响应分析研究

纤维增强复合材料由于其独特的优势，如高比强度和刚度，在各种工业中的应用越来越多。尽管如此，由于其易碎的性质，当受到低速冲击(LVI)作用时，很容易分层。低速冲击损伤会显著降低复合材料结构的结构完整性和剩余机械性能，可导致层压板的各种损坏，如基体开裂、脱粘、分层和纤维断裂/失效。因此，在设计和制造这种结构时，应考虑纤维增强塑料的面外响应。关于纤维增强复合材料的制造，通常使用各种纤维/织物，如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)等，树脂又分为热固性或热塑性。

碳纤维由于其优异的面内机械性能，如高刚度和强度，已被普遍用于制造航空航天结构。然而，由于碳纤维的低韧性，它们在低速冲击中表现出脆性行为，显著降低了碳纤维复合材料的剩余压缩性能，并威胁结构的完整性。为了缓解这一问题，通常将采用与玻璃纤维等其他纤维混合，这可以增加柔韧性，从而提高冲击性能。此外，还可以降低成本。