平纹机织与2.5D机织复合材料平板弹道冲击特性对比

为研究碳纤维平纹机织和碳纤维2.5D机织复合材料平板的弹道冲击响应及失效模式，在空气炮装置上使用圆柱弹体对其进行了弹道冲击试验。通过弹道极限速度、吸能总量、单位面密度吸能量和单位厚度吸能量等指标评估其弹道冲击特性，并采用超声C扫描和CT扫描唯象分析其冲击损伤。结果表明：在等厚度下，碳纤维平纹机织复合材料平板与碳纤维2.5D机织复合材料平板相比，展现了更优的弹道冲击性能。碳纤维平纹机织复合材料平板的主要失效模式为分层失效，碳纤维2.5D机织复合材料平板主要为剪切充塞失效。与碳纤维2.5D机织复合材料平板相比，平纹机织复合材料平板弯曲变形明显，大量的纤维拉伸失效增加了平板吸能量，提高了弹道极限速度，但分层会导致平板损伤区域大，完整性较差；碳纤维2.5D机织复合材料平板损伤区域小，完整性好。