研究目的
研究高达220°C高温对光纤激光加工开孔单向碳纤维增强复合材料层合板拉伸强度退化及应变分布的影响。
研究成果
激光加工的碳纤维增强复合材料层压板在超过100°C的高温环境下工作时，其抗拉强度显著下降。在高达180°C的高温条件下，分层是最主要的失效模式。研究人员建立了一个半经验模型用于预测高温环境下的抗拉性能。
研究不足
该研究聚焦于采用光纤激光加工带孔单向碳纤维增强复合材料层压板，并评估了其在高达220°C温度下的力学行为。未研究其他加工方法或复合材料铺层方向的影响。
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纤维激光加工碳纤维增强复合材料层压板在高温下的全场应变分析与强度预测
DOI：10.1002/pc.25565
期刊：Polymer Composites
出版年份：2020
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
高功率光纤激光器被证明能够高效切割碳纤维增强塑料（CFRP）层压板，但其加工质量对力学性能的影响尚未完全明确。本文研究了高达220°C的高温对光纤激光加工的开孔单向CFRP层压板拉伸强度退化及应变分布的影响。首先采用差示扫描量热法（DSC）测定聚合物基复合材料的玻璃化转变温度（Tg），随后运用数字图像相关技术评估开孔CFRP层压板在拉伸载荷下的全场应变分布及裂纹扩展/演化情况。结果表明：当工作温度超过100°C时，激光加工CFRP层压板的拉伸强度显著下降；中心孔周围的应变值与升温幅度及载荷水平高度相关；在180°C高温下，层间分离是CFRP层压板的主要失效模式。最后基于回归分析建立了评估高温环境下激光加工CFRP层压板拉伸性能的半经验模型。
作者：
Maojun Li，Guocui Gan，Bin Li，Xujing Yang
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