基于原位CT图像重建与数字体积相关技术的碳/玻璃纤维混杂层板拉伸损伤演化机制研究

来自国内的研究人员通过原位计算机断层扫描(μCT)和数字体积相关(DVC)技术，对[G0/903,C0/902,G0/903]s构型碳/玻璃纤维混杂层板(G/CFRP)的拉伸损伤机制展开研究。实验发现损伤演化呈现孔隙扩展-层间裂纹-纤维界面失效的递进特征，DVC应变场分析揭示了碳/玻璃纤维层界面处的应变集中现象，为低成本混杂层板设计提供了重要理论依据。

　　

这项突破性研究采用高精度原位计算机断层扫描(μCT)技术，像电影逐帧拍摄般记录了碳/玻璃纤维混杂层板(G/CFRP)在拉伸载荷下的三维损伤演变过程。研究人员巧妙地将[G_0/90³,C_0/90²,G_0/90³]_s这种"三明治"结构层板置于显微镜下，运用三维重建算法成功捕捉到材料内部孔隙扩张的"呼吸运动"、层间裂纹的"闪电式蔓延"以及纤维界面的"多米诺骨牌式失效"。

数字体积相关(DVC)技术如同给材料装上"应变感应器"，清晰呈现出应变场在碳纤维层与玻璃纤维层界面处形成的"应力漩涡"。随着载荷增加，这些漩涡会像潮汐般沿厚度方向周期性扩张。有趣的是，玻璃纤维层就像团队中的"薄弱环节"，其加速损伤的行为直接导致了整体材料的"体力透支"。

这项研究不仅为理解混杂复合材料损伤机制提供了"分子级别"的实验证据，更像一位"材料医生"为优化低成本层板设计开出了精准处方。通过μCT和DVC的"强强联手"，科学家们终于揭开了碳/玻璃纤维"混搭"背后的力学密码。