[00020400]复合材料开口结构用高效连续纤维补强片
技术详细介绍
复合材料层合板在实际应用中由于部件连接、管道或线路通过、检修、减重等原因常常需要开孔。开孔切断了纤维，导致孔周边区域产生严重的应力集中，大大降低了结构的承载能力，因此一般需要对开孔部位进行局部补强。补强片补强是工程上常用的一种补强方法。目前补强方面的相关研究主要集中在纤维呈平行顺直型的商用纤维织物上，对采用VAT技术制备补强片用于复合材料层合板的开孔补强研究报道甚少。
本课题采用VAT技术开展了复合材料层合板开孔补强技术研究，研发的"复合材料开口结构用高效连续纤维补强片"获"中国复材展-JEC"优秀创新产品参展好评。
各式连续纤维补强片
（1）基于VAT技术的复合材料层合板开孔补强研究
针对开孔复合材料层合板的受力情况，分别制备出环形和椭圆形VAT补强片，对复合材料开孔补强进行了深入的实验研究。结果表明，VAT补强片能够有效地提高复合材料开孔层合板的性能，其中椭圆形VAT补强片面外补强效果最佳，其最大拉伸载荷相对于开孔未补强层合板和纤维布补强开孔层合板分别提高了103.9% 和42.4%，达到未开孔层合板的94.3%。
VAT补强片及开孔层合板试样断裂破坏形貌
补强片形式对开孔复合材料层合板性能的影响
（2）基于VAT技术的复合材料螺栓连接补强研究
根据螺栓连接复合材料层合板承受拉伸载荷条件下螺孔周围的主应力分布情况，提出了一种简单高效的补强片设计方法，并采用VAT技术制备了相应的补强片，对单剪搭接形式的螺栓连接复合材料试样进行补强。结果表明，采用VAT补强片能够有效地提高螺栓连接复合材料层合板的承载能力，其对应试样的归一化最大连接载荷相对于未补强试样和纤维平纹布补强试样分别提高了117.7%和37.3%。此外，VAT补强片有利于阻止裂纹的扩展，使试样的破坏模式由剪切破坏变为挤压破坏，大大提高了螺栓连接的安全性。
VAT补强片纤维铺放路径及所制备的补强片
螺栓连接试样归一化失效载荷
