低温调节循环后含TC4钛合金嵌件的T700/TDE86复合材料管室温轴向拉伸响应

《Materials》：Tensile Behavior of Pre-Embedded Titanium-Alloy Joints in Filament-Wound Carbon-Fiber Composite Tubes After Low-Temperature Conditioning

　　

摘要

预埋金属嵌件为纤维缠绕复合材料管提供了直接的载荷引入路径，而无需切断承载纤维。本研究评估了含有沟槽、内螺纹TC4钛合金嵌件的T700碳纤维/TDE86环氧树脂管在经过一次程序化低温调节循环后的室温轴向拉伸响应，并单独考察了一种小尺寸的环境端部扩大的构型。分析了二十一个破坏性试验记录：九个环境恒截面（“等截面”）试样，九个独立的等截面试样在经历25 → ?70 → 25 °C的箱体设定点循环后并在室温下保持24小时，以及三个环境端部扩大试样。在1 mm/min下，三个组别的平均峰值载荷分别为81.39、81.31和88.26 kN，变异系数分别为14.04%、8.70%和7.85%。两个独立等截面组别均值之间的?0.07 kN差异并不能证明等效性或不存在调节效应，而三试样端部扩大比较也不能分离出因果几何效应。宏观失效以嵌件拔出为主，并伴有可见的粘合剂/界面分离、层合板层损伤、附着碎片和局部开裂。由于未测量局部滑移、胶线变形和系统柔度，平衡和竞争极限状态仅用作定性框架。结果涉及调节后的室温响应，而非?70 °C下的原位性能。