复材落锤冲击压缩实验

复合材料试验技术实验报告（一）

学院航空航天与力学学院

专业航空航天类

学生姓名朱彦成

学号1353573

实验1 纤维增强聚合物基复合材料落锤冲击后压缩强度试验

一.实验目的

掌握纤维增强聚合物基复合材料层合板冲击后压缩性能试验的方法原理、试样、实验条件、实验步骤和计算结果。

二.方法原理

矩形试样沿厚度方向在试样中心受到一定能量的冲击后，对试样沿厚度方向施加压缩载荷，直到试样失效。

三.试样

1.形状及尺寸

矩形，150X100 X6.44mm

2.铺层方式

[45/-45/0/90]2s

3.试样制备

按照RTM工艺制备层合板

四.试样条件

1试验设备：M2-2069落锤冲击试验机

万能试验机

空气声超声检测仪

试验温度：18.5℃

试验湿度：65%

2.冲击能量按照公式E=Ce h

E为冲击能量；

Ce为冲击能量与试样厚度比，取6.7J/mm；

试验在室温和相对湿度小于60%条件下进行计算可得：E=6.44X6.7=43.148J

3.计算式样冲击高度

H=E/(m G)

H为冲击高度，单位m

E为冲击能量，单位J

m为试样质量，单位千克（kg）

G为重力加速度，取9.81m/s2

计算可得：H=79.97mm

实验取70mm,有利于无损检测的观察

五.实验步骤

1.检查试样外观

2.测量试样中心及四周厚度，取平均值；测量宽度

3.计算冲击能量及高度，将试样放置在夹具上夹紧，根据计算结果进行冲击

4.测量并记录损伤情况，用游标卡尺测量凹坑深度，在超声扫描仪上进行无损检测，观察并分析损伤尺寸

5.将试样安装在压缩实验夹具中，按照规定的速率施加载荷直到最大值，在载荷下降约30%的最大载荷时终止实验。记录实验过程中的时间、位移、载荷等数值

六.实验结果分析

1.接触力F与接触时间t的曲线：

2.最大接触力Fmax与时间曲线偏离线性点的力F1

Fmax=49372.6 N

由于试样加载载荷已达到机器所能达到最大值，故试样没有发生压缩破坏,无法读取F1的数值。

3.与Fmax和F1对应的吸收能Emax和E1

吸收能为曲线与x轴所围面积

Emax=78.995J

4.损伤面积（超声无损检测）

S≈1080mm2

5.损伤直径

D≈35mm

6.凹坑深度

h=-0.07mm

7.冲击后压缩强度

由于试样没有发生压缩破坏，所以不适用于公式（3）计算

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