端部整体加强试验件 3D braided test coupons with Integral end reinforcement at the end

在研究材料性能时，通常需要制作一定数量的标准试验件来完成材料级别的拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切等性能的测试，三维编织试验件与其他工艺制备的试验件的一个显著差别是不能套用一般复合材料的试验标准。比如层合形式的复合材料试件由于一般的铺层（预浸料）厚度只有0.1-0.2左右，所以达到典型铺层结构的试件厚度一般在1-2mm以内。而三维编织复合材料的内部结构中纤维会构成内部、边缘和角区的不同的胞体形状，其中内部胞体为主要的细观结构形式，也是材料性能的主要作用者。在实际应用中，以矩形试件为例，宽面的两个表面的表面胞体就会占去一部分厚度，如果试件做的很薄就可能只剩下面胞的性能了。所以要想真正测定材料性能，而不仅仅是表面胞体的性能，内胞就需要达到一定的数量，这样的试件就会较厚，当然也可以使用更小丝束来编织试件，但又会带来设备、材料、成本等方面的限制。一般地，使用6k或者12k碳纤维编织的标准试件一般都要达到3-5mm厚，宽度一般为15-25mm，这样的试件很难通过端部粘贴加强片得到相应的试验结果。这就需要用到我公司的专利技术制备专用的三维编织试验件，特别是管型的试验件。目前采用这样的技术测得的T700级三维编织复合材料试验件的轴向拉伸强度最高超过1700 MPa。