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碳纤维增强环氧树脂—PVC夹芯层合板试样一、设计理念指标拉伸强度断裂伸长率密度分值15152010密度一项分值占20分，占到总分的三分之一，是四个指标中分值最高的

所以，本小组从降低试验材料的密度出发，发挥碳纤维增强复合材料的拉伸强度优势，在兼顾经济性的基础上，设计了碳纤维增强环氧树脂—PVC夹芯层合板试样设计要点：试样密度为0.5g/cm3二、设计背景环氧树脂性能优良碳纤维性能优良“夹心体系”可以很好的满足试验要求1.质轻2.高强度3.高模量PVC夹心1.价格低廉2.机械强度高3.良好的加工性夹芯结构性能优良三、技术方案芯材：3mmPVC泡沫制作流程：碳纤维预浸料准备模压成型蒙皮：上、下各0.5mm单向碳纤维预浸料冷却脱模切磨成样烘干增强材料碳纤维预浸料制作的蒙皮PVC泡沫芯材密度（g/cm3）约1.55约0.08碳纤维含量（%）约700ρ试样=ρ蒙×v蒙+ρ芯×v芯

=1.55×0.25+0.08×0.75=0.45g/cm31.密度说明：v蒙，v芯分别为蒙皮和芯材在试样中的体积分数，v蒙+v芯=1。2.拉伸强度试样断裂形式分析(1)(2)拉伸强度计算（极限法）与蒙皮相比，泡沫在拉伸方向的承载贡献可忽略不计。在(1)的断裂形式下：断裂时的最大载荷F=2F1，横截面积S=8S1

σ试样=F/S=F1/4S1=σ1/4=375MPa说明：F1——

上（或下）蒙皮承受最大拉力S1——上（或下）蒙皮的截面积

σ试样——试样的拉伸强度

σ1——上（或下）蒙皮的拉伸强度

材料碳纤维增强蒙皮泡沫芯材拉伸强度（MPa)约1500

约0材料碳纤维增强蒙皮泡沫芯材单价（元/平方米）4050材料用量（㎡）0.7740.1293.经济性Ⅰ.材料价格和用量Ⅱ.成型周期T制备时间T1（min）成型时间T2（min）辅助时间T3（min）一次成型制件个数约5约200约15026T=（T1+T2+T3)/26=13.65min（取K=1.2）E=1.2*(0.774*40+0.129*50）=44.89元4.断裂伸长率材料碳纤维环氧树脂泡沫芯材断裂伸长率（%）

约22~5

约10估计试样的断裂伸长率在2%左右特点

拉伸强度较高

经济性好

密度低单位夹心体系密度(g/cm3)0.45拉伸强度（Mpa)375成本（元）

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