隨著輕量化的發展，碳纖維複合材料被廣泛應用於航空航天材料、汽（qì）車零部件、醫療器材等領域。鋪層相同的碳纖（xiān）維泡沫夾芯結（jié）構複合材料與原有碳（tàn）纖維複（fù）合材料相比，具（jù）有更高的強度和更（gèng）輕重量（liàng），在覆蓋件以及承力件上（shàng）的應（yīng）用具有（yǒu）很大優（yōu）勢，其（qí）應用前景十分廣闊。

（圖示：醫用碳纖維器械）

近日熟女av网址（ēn）研發團隊展開了一項針對泡沫夾芯厚度對碳纖維泡沫夾（jiá）芯板衝擊（jī）性能實驗，目的是研究在蒙皮厚度不變的前（qián）提（tí）下，碳纖維複合材料泡沫夾芯板的接觸（chù）衝擊力、速度-位移曲線與碳纖維複合材料泡沫夾芯結（jié）構的厚（hòu）度關聯如何。試驗采（cǎi）用落錘衝擊試驗裝（zhuāng）置，對泡沫芯厚度分別為2.0mm、3.0mm、4.0mm的碳纖維（wéi）複合材料夾芯板試件（jiàn）進行衝（chōng）擊實驗：

1、位移-衝擊力曲線

由（yóu）於泡沫芯厚度為2mm的碳纖（xiān）維複合材料夾芯板衝擊後分層（céng），也可以通過位移（yí）-衝擊力曲線得出，衝（chōng）擊過程中落錘的動量與衝量（liàng）相等，即M*V=F*T擊頭（tóu）初始質量和衝擊速度不變，對應的接觸時間差距不明（míng）顯，可推斷衝擊力變化不大。通過分析也可以得到泡沫芯厚度為3mm和4mm的（de）材料受（shòu）到的力分別為1207N和（hé）1196N。

2、位移時程曲（qǔ）線（xiàn）

泡沫夾芯2mm厚的碳纖維複（fù）合材料夾芯板衝擊後（hòu）分層，位移和接觸時間偏大（dà）。碳纖維複合材料泡沫芯厚度為3mm、4mm的板（bǎn）材有著類似的位移時程變化曲（qǔ）線（xiàn）。但是由於泡沫4mm樣品具有更大的泡（pào）沫緩衝區域，因此泡沫芯厚度越大位移越大，而泡沫3mm樣品的在衝擊時，透過泡沫，下蒙皮承（chéng）受了一定（dìng）的衝（chōng）擊力，故對應的接觸時間相應的減小。

3、位移-速度（dù）曲線

由於（yú）泡沫芯厚度為2mm的（de）碳纖維複合材（cái）料夾芯板衝擊後分層，致使其位移和速度偏大。泡沫夾芯3mm、4mm厚的板材速度-位（wèi）移變化趨（qū）勢類似；以2.0m/s初始速度衝擊複合材（cái）料泡沫板，衝頭速度隨位（wèi）移的（de）上升而下（xià）降，當速度降為0m/s時（shí），衝頭對應的位移達到頂峰；泡沫夾（jiá）芯越厚樣品具有的泡沫緩衝區（qū）域更大（dà），故在衝擊階段泡沫夾芯厚度越大，在相（xiàng）同（tóng）位移時對應（yīng）的衝頭速度也就越大；在回彈階段，泡沫夾芯3mm、4mm厚的板材速度-位移變化趨勢類似。

4、板材吸收（shōu）能（néng）量-位移曲線

由於泡沫芯厚（hòu）2mm的碳纖維複合材料夾芯板（bǎn）衝擊分層（céng），導致其位移和能量偏大。泡（pào）沫芯厚3mm與4mm板材吸收能量-位移變化趨勢相同。以（yǐ）5J的初始能量衝擊碳（tàn）纖維複合材料泡沫夾芯板，泡沫厚度越（yuè）厚對應的緩衝距離越高，在（zài）衝擊階段，相（xiàng）同位移下泡沫芯越厚板材吸（xī）收的（de）能（néng）量越低。而泡沫3mm樣品的在衝擊時，透過（guò）泡沫，下蒙皮承受了一定的衝擊力，故板材（cái）吸收的能量比泡沫4mm的要多。

將試驗結構歸納總結，可將衝擊（jī）後的（de）碳纖維泡沫夾芯板損傷分為（wéi）三種模式：

1、泡沫芯厚度薄2.0mm，試件上蒙皮破（pò）壞主要表現為明顯的彎（wān）曲變形，應力集中處蒙皮劈裂，產生輕微凹（āo）坑，纖維與基體脫粘，下蒙皮與上蒙皮（pí）完全分層，下蒙（méng）皮沒有目視可見損傷。

2、泡沫芯厚度適中（zhōng）3.0mm，泡沫複合材料板的緩（huǎn）衝距離增（zēng）加，上蒙皮沒（méi）有目視可見（jiàn）損傷，應力集中（zhōng）處基體開裂，纖維（wéi）與（yǔ）基（jī）體脫粘，下蒙皮與（yǔ）上蒙皮部分分層，下蒙皮沒有目視可見損傷。

3、泡沫芯（xīn）厚4.0mm，泡沫複合材料板的（de）緩（huǎn）衝距離長，上蒙皮沒有目視可見損傷，應力集中處基體開裂，纖維與基體脫粘，下蒙皮沒有目視可見損傷，在（zài）5J能量下，2mm泡沫厚（hòu）度試樣不能承受5J能量而出（chū）現分層現象，3mm和4mm泡沫厚度（dù）的試樣（yàng）上表麵有輕微的壓痕，無可視損傷；隨著夾芯厚度的提（tí）高，夾芯板的抗衝擊性變好，且在5J條（tiáo）件下，泡沫夾芯（xīn）厚（hòu）度為3mm可以抵抗大部分外界的衝擊。