一種新型復(fù)合材料連接技術(shù)—預(yù)緊力齒連接

1、一種新型復(fù)合材料連接技術(shù)預(yù)緊力齒連接 1-構(gòu)造與傳力機(jī)理歐得寶翻譯摘要：為解決現(xiàn)有復(fù)合材料連接技術(shù)連接效率較低的問題，本文提出了一種新型復(fù)合材料連接技術(shù)-預(yù)緊力齒連接。在對(duì)該連技術(shù)構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)介紹的基礎(chǔ)上通過接頭單齒、多齒承載力實(shí)驗(yàn)以及正應(yīng)力對(duì)層間剪切強(qiáng)度的增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)對(duì)該連接技術(shù)的連接效率與傳力機(jī)理進(jìn)行了研究，研究表明：（1）齒長與齒寬以及施加預(yù)緊力的大小是單齒承載力的主要因素。（2）該連接的壓縮連接效率最大達(dá)到了66.3%，拉伸連接效率最大達(dá)到了58.4%，而傳統(tǒng)的復(fù)合材料連接技術(shù)的連接效率最高才40%。（3）拉擠型單向纖維復(fù)合材料具有較高的層間抗剪能力與正應(yīng)力可以顯著提高復(fù)合材料層間抗剪強(qiáng)度

2、是該連接技術(shù)可以傳遞較高荷載的主要原因。由此本文提出連接技術(shù)具有良好的力學(xué)性能，因此可廣泛的應(yīng)用于工程。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料 預(yù)緊力齒連接 連接效率 傳力機(jī)理 復(fù)合材料由于輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在土木工程中得到廣泛的應(yīng)用，但應(yīng)用主要集中在承載能力低、跨徑較小的結(jié)構(gòu)。這除了和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)一次性投入成本高、制備工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算理論不完善等有關(guān)外，缺乏有效的連接技術(shù)也是限制復(fù)合材料在土木工程中推廣的重要因素。目前復(fù)合材料構(gòu)件的連接技術(shù)從原理上可以區(qū)分為螺栓連接、膠接、膠螺混合連接與摩擦連接等幾種形式。（1）螺栓連接：螺栓連接從成孔方式上可以區(qū)分為鉆孔成型與編織成型兩種，所謂鉆孔成型的螺栓連接是指在成型

3、的復(fù)合材料型材上鉆孔形成螺栓孔,該工藝可應(yīng)用于各種截面形式的復(fù)合材料構(gòu)件連接，但由于成孔過程破壞了纖維連續(xù)性，接頭的承載力較低，一般只能應(yīng)用于荷載等級(jí)較小的人行天橋或輕型屋面等1234，如：美國公司制作的復(fù)合材料人行桁架橋，橋長25m，通行荷載只有3t5。編織成型的螺栓連接是指先利用纖維絲圍繞螺栓桿纏繞編織成螺栓孔,在浸透樹脂后固化成復(fù)合材料型材.該工藝成型的螺栓孔可以保持纖維的連續(xù)性，接頭強(qiáng)度得到顯著提高6 7。但編織工藝難以將接頭與大型構(gòu)件一次成型，因而也難以在大型工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用。（2）膠接：目前膠接從構(gòu)造上可以區(qū)分為蓋板連接與套筒連接等幾種形式，雖然該連接方式對(duì)構(gòu)件沒有任何削弱，但是蓋板

4、連接的端部剪應(yīng)力與剝離應(yīng)力集中導(dǎo)致連接所能夠傳遞荷載有限89。鋼套筒內(nèi)部灌膠的連接方式降低了端部剪應(yīng)力與剝離應(yīng)力集中程度，可以承受較高的荷載，已成功應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力索、斜拉索的錨固10 11121314 15。但只能應(yīng)用于承受拉力的筋材，適用范圍有限，并存在明顯的老化問題。（3）膠螺混合連接：該連接技術(shù)就是在接頭上同時(shí)采用了膠接與螺栓連接兩種方式，當(dāng)螺栓與螺栓孔壁間存在間隙，在膠層破壞時(shí)螺栓承擔(dān)荷載較小，接頭承載力提高有限。當(dāng)增加膠層厚度、改變制作工藝時(shí)，可以提高螺栓在混合接頭中的承載比例，但是也只能使構(gòu)件強(qiáng)度發(fā)揮到50%左右1617。(4)摩擦型連接18。摩擦型連接主要是指使用機(jī)械夾持式錨具夾緊

5、FRP筋，依靠錨具與 FRP筋間摩擦力和咬合力實(shí)現(xiàn)錨固。但FRP筋的橫向抗剪強(qiáng)度較低，尤其是在應(yīng)力集中處易發(fā)生由部分纖維絲斷裂導(dǎo)致的FRP筋整體斷裂，因此難以在土木工程中大規(guī)模應(yīng)用?；趶较驂簯?yīng)力可以有效提高材料抗剪強(qiáng)度基本原理,本文提出了一種新型復(fù)合材料連接技術(shù)預(yù)緊力齒連接。文中詳細(xì)介紹了該連接技術(shù)的構(gòu)造組成與預(yù)緊力施加工藝，通過試驗(yàn)證明了該接頭具有較高的連接效率，分析了高效傳力的機(jī)理。1、預(yù)緊力齒連接的構(gòu)造與施加工藝所謂的復(fù)合材料預(yù)緊力齒連接是指在復(fù)合材料型材接頭位置加工環(huán)狀或條狀齒，并在連接復(fù)合材料型材的金屬件上加工相匹配的齒，在將金屬件與復(fù)合材料裝配后，通過一定方法給復(fù)合材料齒上施加一

6、定的徑向壓力，最后通過復(fù)合材料齒根位置層間抗剪能力以及接觸面上的摩擦力共同傳遞外荷載。 圖1預(yù)緊力齒連接示意圖L;yi 圖2復(fù)合材料管接頭示意圖 圖3復(fù)合材料板接頭示意圖復(fù)合材料管材預(yù)緊力齒連接接頭的預(yù)緊力可以通過兩種方法施加：一是通過環(huán)向高強(qiáng)螺栓的張拉施加,其施工過程如下:首先在加工帶有內(nèi)齒的外部鋼套時(shí)在鋼套外緣加工三個(gè)耳朵（圖4）；而后將鋼套沿耳朵中部切成三等份，同時(shí)在耳朵上設(shè)置螺栓孔；其次將三等份的外金屬套安裝到復(fù)合材料管上；最后在在耳朵上安裝高強(qiáng)螺栓，通過扭矩扳手扭緊螺母，使螺栓桿中產(chǎn)生拉應(yīng)力、金屬套筒與復(fù)合材料界面上產(chǎn)生壓應(yīng)力（圖5）。第二種方法是通過盈配合來施加預(yù)緊力，即先預(yù)制沒有

7、耳朵的、帶有內(nèi)螺旋齒的外部鋼套以及外螺旋齒的復(fù)合材料管；而后通過旋轉(zhuǎn)將將金屬套筒安裝到復(fù)合材料管上；其次，加工外徑略大于復(fù)合材料內(nèi)徑的內(nèi)金屬管，過盈量根據(jù)施加預(yù)緊力的大小計(jì)算得到；最后通過壓力施加裝置將內(nèi)金屬管壓入復(fù)合材料管中，這樣通過內(nèi)金屬管擠壓復(fù)合材料管形成界面上的預(yù)緊力（圖6）。圖6過盈配合施加預(yù)緊力示意圖復(fù)合材料板連接一般采用高強(qiáng)螺栓來施加預(yù)緊力，即在復(fù)合材料齒槽內(nèi)制備螺栓孔，同時(shí)在鋼板上相應(yīng)的位置制備螺栓孔，在螺孔內(nèi)放置高強(qiáng)螺栓通過對(duì)高強(qiáng)螺栓施加預(yù)緊力，從而達(dá)到對(duì)復(fù)合材料齒施加正應(yīng)力的目的，如圖7所示。圖7平板施加預(yù)緊力示意圖兩種施加預(yù)緊力的方法各有優(yōu)勢(shì)：第一種方法在施加預(yù)緊力時(shí)可以

8、通過扭力扳手隨時(shí)調(diào)整預(yù)緊力大小，便于使用過程中補(bǔ)充預(yù)應(yīng)力，但需要在外部鋼套上加工耳朵與安裝高強(qiáng)螺栓，增加了試件的制作成本與接頭重量。過盈配合法可以有效降低接頭的重量，但是預(yù)緊力施加到位后一般不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，不利于后期控制。如果復(fù)合材料管在預(yù)緊力作用下蠕變顯著，預(yù)緊力損失明顯，那么需要采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行預(yù)緊力施加，如果預(yù)緊力在使用過程中不明顯，建議采用可有效降低重量的過盈配合法施加預(yù)緊力。2、預(yù)緊力齒連接技術(shù)試驗(yàn)研究復(fù)合材料預(yù)緊力齒連接是一種由多道齒組成的連接方式，該連接方式是通過多道齒共同受力傳遞荷載。由于復(fù)合材料是一種脆性材料故當(dāng)連接處有一道齒發(fā)生破壞，則整個(gè)接頭就發(fā)生破壞。因此在對(duì)其極限承

9、載力實(shí)驗(yàn)研究之前，有必要對(duì)單齒的極限承載力進(jìn)行研究。2.1單齒極限承載力試驗(yàn)研究單齒的破壞形式主要受以下幾個(gè)因素影響：（1）齒的深度；（2）齒的長度；（3）預(yù)緊力的大小。由于復(fù)合材料板齒連接制作簡單，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中便于觀測(cè)其破壞現(xiàn)象，因此在本節(jié)中主要通過復(fù)合材料板雙面單齒試驗(yàn)得到上述各因素與單齒破壞模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在試驗(yàn)中復(fù)合材料板的幾何尺寸為：板寬50mm，板厚17mm。在復(fù)合材料板兩端分別加工一道螺齒，在齒槽中制備兩螺栓孔，如圖8所示。制備相應(yīng)的鋼板通過齒與復(fù)合材料板連接再通過螺栓施加預(yù)緊力，如圖9所示。詳細(xì)的試驗(yàn)方案如下：（1）固定齒深與預(yù)緊力大小，變化齒長；在這組試驗(yàn)中齒深為2m

10、m，在復(fù)合材料板上布置兩個(gè)孔徑為10mm的螺栓孔，通過直徑為8mm的高強(qiáng)螺栓施加預(yù)緊力，每個(gè)螺栓上施加預(yù)緊力為40kN，即施加在復(fù)合材料齒上正應(yīng)力的大小為30MPa。復(fù)合材料螺齒的長度有：9mm、12mm、18mm、23mm、25mm和30mm。（2）固定齒長與預(yù)緊力大小，變化齒深；在這組試驗(yàn)中齒長為25mm，在復(fù)合材料板上布置兩個(gè)孔徑為10mm的螺栓孔，選用直徑為8mm的高強(qiáng)螺栓施加預(yù)緊力，每個(gè)螺栓上施加預(yù)緊力為40kN，即施加在復(fù)合材料齒上正應(yīng)力的大小為30MPa。復(fù)合材料螺深為：0.5mm、1mm、1.5mm、2mm和4mm。（3）固定齒長與齒深，變化預(yù)緊力大小；在這組試驗(yàn)中齒長為25m

11、m，齒深分別為0.5mm與2mm，在復(fù)合材料板上布置兩個(gè)孔徑為10mm的螺栓孔，選用直徑為8mm的高強(qiáng)螺栓，施加預(yù)緊力的大小為：0kN、10kN、25kN、30kN、35kN與40kN。表1材料參數(shù)圖8復(fù)合材料板 圖9復(fù)合材料單齒連接試件測(cè)試在電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，如圖10所示。該機(jī)采用計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)并保存為數(shù)據(jù)文件，測(cè)試精度較高。根據(jù)ASTMD3846-94標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，加載速度為0.5mm/sec。試驗(yàn)主要采集了試件破壞時(shí)的荷載即極限荷載。試驗(yàn)結(jié)果見表2、3、4與5。圖10試件加載表2變化齒深的結(jié)果表3變化齒長的結(jié)果表4齒深為2mm變化預(yù)緊力的結(jié)果表5齒深為0.5mm變化預(yù)緊力的結(jié)

12、果通過大量的實(shí)驗(yàn)可得:單齒破壞有兩種形式，一是齒深較小時(shí)，復(fù)合材料齒前端發(fā)生局部擠壓破壞；二是齒深較大時(shí)，復(fù)合材料齒沿齒根部發(fā)生水平剪切破壞（圖，如果相片能夠顯著說明，就直接用相片，如果相片不清晰，就配合相片繪制示意圖）。擠壓破壞的階段性不明顯，剪切破壞呈現(xiàn)顯著的階段性，加載初期很長時(shí)間內(nèi)，構(gòu)件表面無異常，也無異常聲響；隨著荷載持續(xù)增加，開始聽到細(xì)微而且連續(xù)的破壞聲響，在復(fù)合材料齒前端齒根位置發(fā)現(xiàn)細(xì)微的水平裂縫，并快速向后發(fā)展；裂縫發(fā)展到一定長度后（一般達(dá)不到齒的全長），伴隨一聲巨響，齒整體剪切破壞，接頭達(dá)到極限承載力。幾何參數(shù)對(duì)單齒承載力的影響幾何參數(shù)對(duì)單齒承載力的影響主要包含：齒深、齒長兩

13、個(gè)方面。圖11為在相同預(yù)緊力和齒長下復(fù)合材料單齒極限承載力與齒深之間的關(guān)系，由圖可見：當(dāng)齒深由0.5mm增加到2mm時(shí)，單齒的極限承載力隨齒深的增加而增加，當(dāng)齒深由2mm增加到4mm時(shí)，單齒的極限承載力隨齒深的增加而降低。這說明在復(fù)合材料板厚一定的情況下存在一個(gè)最佳齒深值，在該齒深下單齒承載力最大。因此在對(duì)復(fù)合材料預(yù)緊力齒連接設(shè)計(jì)時(shí)為保證充分發(fā)揮齒的承載力必須尋求最佳齒深。圖12為在相同預(yù)緊力和齒深下，復(fù)合材料單齒極限承載力與齒長之間的關(guān)系。由圖可見：齒長增加的初期，單齒極限承載力隨齒長增加而增加，在齒長達(dá)到30mm時(shí)，單齒極限承載力達(dá)到最大，隨后單齒承載力趨于穩(wěn)定。由此說明：在齒長較短時(shí)，增

14、加齒長有助于提高齒的極限承載力，但當(dāng)齒長增加到一定程度后，單齒極限承載力并不會(huì)隨齒長增加而增加，即在齒長超過臨界值后增加齒長將不會(huì)提高承載力。通過分析說明，單齒幾何參數(shù)對(duì)接頭的承載力有較大的影響，因此選擇合理的幾何參數(shù)對(duì)優(yōu)化該類接頭有重要的意義。圖11單齒極限承載力與齒深的關(guān)系 圖12單齒極限承載力與齒長的關(guān)系2.1.2預(yù)緊力對(duì)單齒承載力的影響在復(fù)合材料齒上施加預(yù)緊力使齒受到徑向約束，會(huì)在齒根水平面上形成徑向壓應(yīng)力，徑向約束會(huì)使復(fù)合材料的承壓能力提高，徑向壓應(yīng)力會(huì)提高復(fù)合材料層間抗剪強(qiáng)度，最終提高齒連接的承載能力。圖13、14是齒深分別為0.5mm、2mm，齒長均為25mm時(shí)，單齒的極限承載力

15、隨預(yù)緊力的變化趨勢(shì)圖。由圖可見：單齒的極限承載力都隨預(yù)緊力的增加而增加，而且施加預(yù)緊力較小時(shí)承載力增加緩慢，較大時(shí)增加顯著；由于破壞模式的不一樣，相同預(yù)緊力下極限承載力的增加幅度不一致，在都施加40KN預(yù)緊力的情況下，齒深0.5mm、呈現(xiàn)擠壓破壞的接頭承載力增加了39Kn，而齒深2mm，呈現(xiàn)剪切破壞的接頭承載力增加了51kN。圖13齒深為0.5mm承載力隨預(yù)緊力的變化 圖14齒深為2mm承載力隨預(yù)緊力的變化 由上面的分析可知，為提高接頭極限承載力，單齒的齒深與齒長均存在一個(gè)合理值，本研究中采用的復(fù)合材料分別為2mm與30mm，預(yù)緊力的施加越大越好，當(dāng)然需要考慮預(yù)緊力施加過程中不得使復(fù)合材料先期

16、發(fā)生破壞。2.2復(fù)合材料預(yù)緊力齒連接效率試驗(yàn)在對(duì)單齒極限承載力研究因素基礎(chǔ)之上對(duì)復(fù)合材料管、板兩種型材多齒連接進(jìn)行了拉壓試驗(yàn)。試驗(yàn)中的復(fù)合材料管由含60%S型玻璃纖維和乙烯基樹脂拉擠而成，抗拉與抗壓強(qiáng)度分別為759MPa、620MPa。管直徑76mm，壁厚為8mm。接頭處復(fù)合材料上的齒寬為12mm（受試驗(yàn)機(jī)量程控制，沒有采用30mm的齒長），齒與齒之間的間距為8mm，齒深2mm，共設(shè)置7道齒。外部鋼套筒壁厚為10mm，為了與復(fù)合材料管配合，鋼套上齒的寬度為8mm，間距12mm。螺栓采用直徑為16mm的高強(qiáng)螺栓。根據(jù)施加預(yù)緊力大小的不一樣，試驗(yàn)分為三組，每組有兩個(gè)試件，施加在復(fù)合材料與鋼套界面上

17、的正應(yīng)力分別為31.25Mpa、37.5Mpa與56.25MPa，采用大量程壓力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。復(fù)合材料板的組分比例以及成型工藝與管材相同，板材寬為50mm，厚為17mm，由于拉力試驗(yàn)機(jī)的量程有限，齒的數(shù)量設(shè)置為4個(gè)，齒長為25mm，齒深為2mm，施加正應(yīng)力的大小為40Mpa。試件加載過程如圖15所示。 圖15復(fù)合材料試件加載加載時(shí)試驗(yàn)機(jī)的速度控制在22kN/m，試驗(yàn)結(jié)果見表6、7。試件的最終破壞形式見圖16。表6 復(fù)合材料管抗壓試驗(yàn)結(jié)果表7復(fù)合材料板抗拉試驗(yàn)結(jié)果圖16復(fù)合材料試件破壞示意圖由圖可見，兩種構(gòu)件的最終破壞都是齒根位置順纖維方向發(fā)生了剪切破壞，也就是說接頭承載力由復(fù)合材料層間抗

18、剪能力來提供。由表6與7可見，預(yù)緊力齒連接技術(shù)的連接效率與預(yù)緊力大小、齒數(shù)、齒寬等有密切關(guān)系，在齒數(shù)一定的情況下增加預(yù)緊力可以顯著提高接頭的連接效率。在現(xiàn)有的試驗(yàn)中，管材的預(yù)緊力齒連接抗壓連接效率最大達(dá)到了66.3%，板材的抗拉連接效率最大達(dá)到了58.4%。而對(duì)于單向纖維復(fù)合材料型材膠連接的連接效率一般在15%左右，螺栓連接的連接效率一般在20-25%之間19，即使是膠-螺協(xié)調(diào)工作的膠-螺混合連接的連接效率一般在40%以下20。由此可見本文提出的連接形式比現(xiàn)有的復(fù)合材料連接形式能更好地發(fā)揮復(fù)合材料強(qiáng)度。3、預(yù)緊力齒連接技術(shù)傳力機(jī)理分析從上面的試驗(yàn)研究可以看出，復(fù)合材料的預(yù)緊力齒連接技術(shù)具有較高

19、的連接效率，可以滿足復(fù)合材料大承力構(gòu)件相互連接的需求，這與預(yù)緊力齒連接技術(shù)依靠復(fù)合材料層間抗剪傳力的機(jī)理有密切關(guān)系.首先，拉擠型單向纖維復(fù)合材料具有較高的層間抗剪能力。由于纖維走向單一，一般認(rèn)為單向纖維復(fù)合材料層間抗剪強(qiáng)度主要取決于樹脂的性能，而事實(shí)上單向纖維復(fù)合材料的層間抗剪強(qiáng)度明顯高于單純樹脂的抗剪強(qiáng)度。表8對(duì)一些試驗(yàn)得到復(fù)合材料層間抗剪強(qiáng)度與單純樹脂的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行了對(duì)比（表中沒有沒有膠體抗剪強(qiáng)度值），由表可見（參考文獻(xiàn)沒有）：同樣是環(huán)氧樹脂基體，形成復(fù)合材料后的層間抗剪強(qiáng)度一般是單純樹脂抗剪強(qiáng)度的2到3倍以上，而且與纖維類型有顯著關(guān)系，采用碳纖維復(fù)合材料層間抗剪強(qiáng)度由高于玻璃纖維復(fù)合材料

20、的層間抗剪強(qiáng)度。之所以這樣，這是因?yàn)槔瓟D型復(fù)合材料在成型過程中，纖維在空間中不完全平順，以圖（陳立處有混雜纖維桿的相片）中碳纖維與玻璃纖維混雜復(fù)合材料拉擠棒材為例，白色部分為玻璃纖維，黑色部分為碳纖維，可以明顯看到纖維與纖維之間出現(xiàn)相互交織的現(xiàn)象，即使是單一纖維的微觀圖也能顯著觀察到纖維在空間上相互交錯(cuò)（圖10），因此拉擠型單向纖維復(fù)合材料層間抗剪能力實(shí)際上是基體與纖維綜合抗剪能力的體現(xiàn)，故明顯比單純膠體的抗剪能力高。圖17碳?；祀s纖維微觀圖表8復(fù)合材料層間剪切性能材料層間剪切強(qiáng)度(Mpa)HY-E 1034G碳纖維934環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料124138IM-7/8552碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料

21、137IM-6/R6376碳纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料131HT3/QY8911碳纖維雙馬來酰亞胺樹脂基復(fù)合材料110.5664/3232玻璃纖維織物環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料55RC10.800/5232玻璃纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料80WS FC 2012玻璃纖維環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料102E玻璃纖維/ 913環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料91其次就是施加的正應(yīng)力可以顯著提高復(fù)合材料層間抗剪強(qiáng)度，關(guān)于這一點(diǎn)已經(jīng)有多個(gè)復(fù)合材料強(qiáng)度準(zhǔn)則能夠說明這一點(diǎn)，如Tsai-Hill準(zhǔn)則、Hoffman準(zhǔn)則、Tsai-wu張量準(zhǔn)則等。它們分別可以表示為：Tsai-Hill準(zhǔn)則： Hoffman準(zhǔn)則：Tsai-wu張量準(zhǔn)則： 材料的強(qiáng)度取

22、值為：，可得不同強(qiáng)度準(zhǔn)則的包絡(luò)圖，如圖11所示。由圖可得：正應(yīng)力顯著影響復(fù)合材料的抗剪強(qiáng)度，在Hoffman準(zhǔn)則與Tsai-wu張量準(zhǔn)則中，正應(yīng)力在一定范圍內(nèi)，壓縮正應(yīng)力對(duì)復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度有增強(qiáng)作用，而拉伸正應(yīng)力會(huì)降低復(fù)合材料層間剪切強(qiáng)度。因此在復(fù)合材料層間施加一定的壓縮正應(yīng)力可以提高復(fù)合材料的抗剪強(qiáng)度。 圖18強(qiáng)度包絡(luò)圖應(yīng)當(dāng)指出，以上強(qiáng)度準(zhǔn)則的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證尚不充分，為了進(jìn)一步證實(shí)以上準(zhǔn)則在拉擠型復(fù)合材料層間抗剪強(qiáng)度上的適用性。本文開展了拉擠型復(fù)合材料層間壓-剪強(qiáng)度試驗(yàn)，試驗(yàn)采用美國現(xiàn)行的ASTMD3846-94標(biāo)準(zhǔn)中推薦的雙切口剪切試驗(yàn)方案：試件的寬度為22mm，厚度為17mm，長度為100mm；實(shí)驗(yàn)試件剪切面長度為4mm，考慮到加工的可行性，切口寬度也確定為4mm；正應(yīng)力的施加方式是通過夾持在復(fù)合材料試件兩側(cè)的鋼板施加；施加的壓應(yīng)力分別為0、6.3MPa、11.3MPa、16.4MPa、21.5MPa、27.5MPa、32.3MPa；每組試件為5個(gè)；圖12為試件加載圖，圖13為試件破壞圖。測(cè)試在電子萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行；根據(jù)ASTMD3846-94標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，加載速度為0.004mm/sec。最后將不同正應(yīng)力下的剪切強(qiáng)度描繪到同一張圖中，得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)與多種強(qiáng)度準(zhǔn)則的相互關(guān)系見圖21。圖19試件加載圖 圖 20試件破壞圖圖21強(qiáng)度準(zhǔn)則