陳 國

（德州亞太集團有限公司，山東 德州 253000）

進行研究表明，復合材料如果會被破壞一般開始于沉頭孔的直孔區(qū)域，并且在預制分層位于直孔區(qū)域的時候，結構的承載能力最低。如果分層的形狀為圓形或者是正方形的時候會嚴重影響結構的承載能力。如果當分層的形狀變?yōu)闄E圓形的時候則會對承載能力的影響較低。所以無論是從分層的哪種形式的變化狀態(tài)的呈現(xiàn)，分層都會總是從收到擠壓的一側(cè)開始，以半圓弧的形狀向著收到擠壓的方向進行緩慢的擴展。

1 復合材料的連接

對于復合材料最重要的方式就是進行連接，連接的最重要以及最關鍵的方式。首先，應該增強結構的荷載傳遞。在增強的過程中應該努力使得增強的方式是合理的，要按照實際的情況找到最合理的方式進行解決，并且連接的地方是比較固定的部位，一般都在結構的最薄弱的環(huán)節(jié)進行連接。復合材料的連接強度會受到許多的因素影響，用普通金屬解決連接強度的辦法已經(jīng)沒有辦法對復合材料強度低的問題進行解決。所以解決分層的問題還是要進行連接，解決連接區(qū)域含有許許多多不同的形狀結構的問題，這些形狀結構會導致局部的應力集中。所以在進行連接的失效模式會比較多，而且預測強度的難度會非常困難。復合材料這些特殊的特點會使得連接強度問題的解決變得非常棘手，特別是發(fā)生了分層問題是非常難解決的。在解決問題的過程中，要進行盡可能地重視，對于分層對復合材料機械連接結構承載能力的影響要放在重點的位置進行解決。

2 導致分層的因素

根據(jù)對國內(nèi)外學者的研究進行分析，我們可以探究出來分層的原因是由兩類因素組成，曲率構件和變厚度載面。在進行復合材料的加工過程中，常見的曲率構件有扇形體，管狀結構，圓柱體結構，球形結構等等。還有一類變厚度載面是工程中常用于薄層板與補強件連接區(qū)域，自由邊界處等區(qū)域。在這些已經(jīng)列舉出來的所有構件中，靠近的兩鋪層極易在法向和剪切向應力作用下發(fā)生脫膠現(xiàn)象和形成比較嚴重的層間裂紋。由于溫室效應、層板制備和服役狀態(tài)等都是分層產(chǎn)生的原因。由于鋪層的種類非常不同，在受到溫度變化比較大的惡劣天氣的影響下會使得復合材料產(chǎn)生不同程度的分層，在膨脹的程度不同下也會產(chǎn)生不同的壓力。在進行人工的層合板制作的過程中由于手工鋪設比較缺乏精細的特點，容易產(chǎn)生開裂的現(xiàn)象，在產(chǎn)生了富樹脂區(qū)的時候會影響樹脂在固定鋪層的收縮產(chǎn)生差異。這時候?qū)娱g的粘合性比較差就會使得分層的力度比較大。

3 分層的許多種類

復合材料的分層一般會被分為內(nèi)部分層、淺表分層。內(nèi)部分層主要是由層合板的內(nèi)部鋪板構成，在高樹脂情形產(chǎn)生的時候，樹脂和內(nèi)部鋪層板進行相互的作用就會使得分層的產(chǎn)生，內(nèi)部分層會破壞復合材料的內(nèi)部結構。在復合材料由于使用的需要而承受巨大的壓力時，會產(chǎn)生比較明顯的彎曲，影響最后復合材料的使用效果，以及使用的質(zhì)量。為了使內(nèi)部分層產(chǎn)生的概率降低，需要比較平穩(wěn)地焊接每一層版面，也要防止高樹脂情況的產(chǎn)生。在分層產(chǎn)生的開始，整個復合材料的分層還不太嚴重，但是由于分層后的復合材料之間會進行相互力的作用，會使得分層的彎曲變得越來越嚴重，偏轉(zhuǎn)的狀態(tài)也越來越嚴重，在整體的偏轉(zhuǎn)發(fā)生了之后，會嚴重影響復合材料的機械連接結構的承載能力，承載能力大大下降。淺表分層是位于層合板接近表面的位置產(chǎn)生的分層，如果說內(nèi)部的分層比較好解決的話，那么淺層分層是非常難解決的，其情況比內(nèi)部分層復雜得多。分層區(qū)域的變形受到厚板的牽制面的變形，對于淺表分層不需要烤爐分層的擴展情況，還需要考慮的是分層的局部特點，需要對穩(wěn)定性進行探究，解決出淺層分層的穩(wěn)定性不穩(wěn)定的問題。

4 分層的危害

在復合材料的應用過程中，由于復合材料的穩(wěn)固，質(zhì)量比較堅固的特性，所以先進的復合材料一般運用于武器裝備的制造中。在進行審查的過程中，發(fā)現(xiàn)了許多質(zhì)量不合格的產(chǎn)品，并且零件的材料缺陷比較多，并且分層是這些復合材料中可以檢查出來最明顯的缺陷。分層會大大破壞復合材料的內(nèi)部結構，使得對于重物的承載能力嚴重的下降，分層影響產(chǎn)品的使用感受，使得產(chǎn)品的使用質(zhì)量大大下降，產(chǎn)品的性能也會完全不符合使用合格產(chǎn)品的標準。并且這種復合材料進行融合以后是無法再進行下一步的結構改變的，所以在產(chǎn)生質(zhì)量問題之后，是無法進行拆裝改變結構，彌補缺陷的。

[1]董大龍, 周翔, 汪海,等. 分層對復合材料機械連接結構承載能力的影響[J]. 復合材料學報, 2018, (1):61-69.