Z-pin增强树脂基复合材料单搭接连接性能

为提高复合材料单搭接头的连接性能,制备了不同参数的Z-pin增强单搭接头,通过拉伸试验,研究了Z-pin体积分数、直径以及植入角度对单搭接头连接性能的影响规律,分析了Z-pin对单搭接头性能的增强机理。结果表明Z-pin能明显提高复合材料单搭接头的连接性能:植入角度为90°、Z-pin直径为0.5mm时,在0%~3.0%体积分数范围内,单搭接头强度随着Z-pin体积分数的增加呈线性增加,含3.0%Z-pin的接头剪切强度为16.76MPa,比无Z-pin的接头强度提高了33.2%;Z-pin体积分数为1.5%、植入角度为90°时,Z-pin直径变化对单搭接头强度影响不大;含Z-pin体积分数为1.5%、直径为0.5mm时,随着Z-pin植入角度(背离搭接末端)的增加,单搭接头强度先增加后下降,失效模式从Z-pin拔出失效转变为Z-pin剪断失效;在植入角度为40°时,剪切强度最大(21.04MPa),比无Z-pin的接头剪切强度提高了67.1%。Z-pin植入角度(倾向于搭接末端)对单搭接头强度无影响。