Nat Commun：减少受脉冲电流影响的机织复合材料的冲击损伤

Nanoyu

2023-08-19

随着复合材料市场的不断扩大，三维正交机织复合材料受到越来越多的关注。目前这些材料发展面临的一个挑战是如何提高其在正交和层间结构中在极端载荷下的损伤容限。

近日，西北工业大学Chenguang Huang，Fusheng Wang提出了一种将结构特性和电磁特性相结合的减损策略。

文章要点

1）设计了一个集电源系统、跌落试验机和数据采集设备于一体的综合实验平台，研究了脉冲电流和冲击力对机织复合材料的影响。

2）实验结果表明，脉冲电流能有效地减小分层损伤和残余变形。建立了多场耦合损伤模型，分析了温度、电流和损伤的演化过程。

3）平行载流碳纤维会导致纱线被横向压缩，从而提高机械性能。此外，纱线中微裂纹的形成和挤压变形导致了局部电流在碳纤维之间的重新分配，它与自电场的相互作用产生了明显的抗冲击效果。

研究结果揭示了复合材料的损伤减损机理，为提高复合材料的损伤容限提供了一条潜在的途径。

参考文献

Li, Y., Wang, F., Huang, C. et al. Impact damage reduction of woven composites subject to pulse current. Nat Commun 14, 5046 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-40752-6

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40752-6