静、动态压缩下环氧树脂玻璃钢的力学行为和特性

摘要

为研究环氧树脂玻璃钢在静、动态载荷作用下的力学性能,采用材料测试系统(MTS)和分离式霍普金森压杆(Split?Hopkinson?pressure?bar,SHPB)对材料进行面内和面外方向的压缩实验,获得了不同应变率下材料的应力-应变曲线及相关力学参数.通过扫描电子显微镜(SEM)观察材料的微观破坏形貌,分析了材料的失效机理.静、动态压缩实验结果表明:环氧树脂玻璃钢具有明显的应变率敏感性以及各向异性;分层损伤是材料受面内加载发生破坏的原因,两个加载方向下材料均会产生层间贯穿的剪切裂纹.断口微观观测分析显示:动态载荷作用下,被拔出的纤维表面附着大量树脂基体,表明纤维-基体界面的作用力增强可能是导致环氧树脂玻璃钢动、静态力学响应差异的原因之一.针对材料的动态力学响应特性,建立了考虑应变率效应的非线性动态损伤模型.通过对比实验数据与拟合结果发现,该模型可以较好地描述环氧树脂玻璃钢在高应变率下的力学行为和特性.