依据ASTM D5528对CFRP进行DCB试验

与传统材料相比，碳纤维增强塑料（CFRP）具有较高的比强度和比刚度，而且耐腐蚀性好，当前主要研究将其用于对强度和耐久性具有要求的飞机材料。但是，已知CFRP层压材料仅在增强方向（纤维方向）具有出色的力学特性，而非增强方向（层间方向等）的强度明显较低。另外，CFRP层压材料抗冲击性较差，受到冲击载荷时，材料内部可能产生层间剥离等损伤现象。因此，在设计和产品开发中纳入了损伤容限设计，旨在考虑材料内部的损伤对强度的影响。进行损伤容限设计时，需要确定抗裂纹扩展性，并进行断裂韧性试验。 对于均质各向同性材料，通常只进行模式I（开口型）的断裂韧性试验，但对于由树脂基质和纤维构成的复合材料，由于其呈各向异性，因此，除模式I之外，模式Ⅱ（面内剪切型）、模式Ⅲ（面外剪切型）等各种模式的评价也很重要（参见图1）。DCB试验（Double Cantilever beamTest）是单纯进行模式I特性评价的试验。均质各向同性材料的韧性评价通常采用应力强度因子K，而作为各向异性材料的复合材料的层间断裂一般采用与应力强度因子K的平方正成比的应变能释放率G进行评价。 本文中通过进行依据ASTM D5528的DCB试验，获得了模式I的层间断裂韧性GIc。