静、动态压缩下环氧树脂玻璃钢的力学行为和特性

张羲黄，李金柱，武海军，黄风雷

（北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室, 北京 100081）

环氧树脂玻璃钢是一种应用广泛的纤维增强复合材料，具有比强度大、比刚度高、抗疲劳性能良好等优点。同时，其电性能十分优越，在高频外电场的干扰作用下仍然可以保持良好的介电性。因此，玻璃钢常用于雷达天线罩或导弹导引头的制备。在实际应用中，这些结构常受到动态载荷的作用。与多数纤维增强复合材料类似，环氧树脂玻璃钢的各向异性和非均匀性可能使其在动态载荷作用下表现出复杂的损伤失效行为，如分层失效、基体开裂、纤维断裂等[1-2]。此外，多数纤维增强复合材料均具有较高的应变率敏感性[3-4]，因此，研究环氧树脂玻璃钢在不同应变率下的力学响应特性，对于相关受载结构的设计和优化具有十分重要的意义。

相关学者对纤维增强复合材料在高应变率下的力学响应开展了一系列研究。Naik 等[5]对平纹编织E-玻璃纤维和平纹编织碳纤维/环氧树脂复合材料进行了3 个主方向（经线、纬线和厚度方向）的准静态和高应变率（680～2 890 s−1）压缩实验，发现材料的动态抗压强度与失效应变均有较强的应变率敏感性。Koerber 等[6-7]对单向碳/环氧IM7-8522 复合材料的动态力学性能进行了综合性研究，结果表明，单向复合材料的纵向抗压强度随应变率的增加而增加，而纵向压缩模量没有明显的应变率效应，该结果与Hsiao 等[8]较早的研究结果有较好的一致性。Tarfaoui 等[9]对不同铺层角度的E-玻璃纤维/环氧树脂复合材料进行了高应变率下的压缩实验，结果表明，复合材料的弹性模量、最大失效应力和最大应变均对应变率敏感，并且随着应变率的提高，纤维增强复合材料会表现出不同的失效模式。……