理论教育 失效形态分析的常见方法和注意事项

失效形态分析的常见方法和注意事项

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:由图6-13可知,失效形态集中在上压头压缩位置,压缩表面和拉伸表面均有不同程度的损伤,沿45°方向有轻微分层现象。40℃时,只有轻微白色失效痕迹。图6-13三轴向复合材料45°方向弯曲试样失效形态采用扫描电镜观察试样在不同温度下的弯曲断裂截面,从微观尺度分析温度对弯曲性能的影响,纤维断裂截面如图6-14所示。

失效形态分析的常见方法和注意事项

通过高倍显微镜拍摄三轴向复合材料在45°方向以及不同温度下的弯曲失效图片(图6-13),根据试样上表面(压缩表面)和下表面(拉伸表面)的破坏形态,从宏观角度分析复合材料弯曲失效的温度效应。

由图6-13可知,失效形态集中在上压头压缩位置,压缩表面和拉伸表面均有不同程度的损伤,沿45°方向有轻微分层现象。温度越低,损伤越严重,随着温度不断升高,白色失效区域明显减少,白色变浅。40℃时,只有轻微白色失效痕迹。从侧面观察,-30℃、0℃和20℃时,试样分层失效,部分纱线沿45°方向断裂。随着温度升高,分层现象明显减弱,20℃时的分层现象好于-30℃时;40℃时,基体软化,刚性减弱,从外表看几乎没有分层现象。

图6-13 三轴向复合材料45°方向弯曲试样失效形态

采用扫描电镜观察试样在不同温度下的弯曲断裂截面,从微观尺度分析温度对弯曲性能的影响,纤维断裂截面如图6-14所示。(www.daowen.com)

从纤维的断裂及与基体的结合情况观察温度对弯曲性能的影响。由图6-14可知,-30℃和0℃时,纤维与基体结合较为紧密,结合力较强,纤维断裂整齐,断裂处有大量基体碎屑,说明基体发生塑性断裂;20℃时,基体塑性减弱,纤维出现参差不齐现象,纤维表面光滑;40℃时,纤维抽拔现象明显,大量纤维束脱离基体,纤维表面粘连软化的基体,基体在此温度下失效,不能起到约束增强体的作用。

图6-14 不同温度下纱线断裂截面SEM图

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