界面對纖維增強樹脂基復合材料阻尼的影響

    界面是復合材料在熱、化學及力學環境下形成的微結構，它包括界面層本身的特性、界面粘結方式及其粘結強度大小等。對于纖維復合材料，界面是纖維與基體之間應力和其它信息傳遞的介質，其結構和性能將直接影響復合材料的物理、化學和力學性能及其破壞行為[14]。纖維/基體界面條件及其性態對復合材料的宏觀阻尼性能產生重要的作用，研究界面影響問題非常必要。界面通常因幾何和材料性能上的不連續，呈現出復雜的應力狀態，復合材料阻尼的變化與界面條件(包括理想粘合或局部脫粘)的變化聯系密切。理想的纖維/基體界面只起傳遞載荷的作用，對宏觀阻尼性能沒有貢獻。而非理想界面條件下，界面處的應力狀態、界面力學性能等因素與材料的阻尼密切相關。為此，研究人員通過模擬將界面作用進行了量化。
    1 界面相性能對阻尼的影響
    Chaturvedi[15]等構造了基體/界面相/纖維三相微觀模型，通過研究線性排布的短纖維增強聚合物復合材料的阻尼發現,纖維長徑比、界面相的彈性模量和阻尼性能是影響三相復合材料的動態剛度和阻尼的主要因素。這一模型比以前的各種簡單模型更加精確、全面。Ioana C. Finegan等[9]設計了Cu絲增強樹脂基復合材料二維和三維有限元模型。利用對應原理和有限元法得到了材料在各種作用力下的剛度和阻尼性能，并討論了Cu絲表面有、無PVC包覆相及包覆層厚度對復合材料剛度和阻尼特性的影響。結果發現，在增強相和基體之間添加高阻尼的第三相將大大提高材料的阻尼性能。
    2 界面結合狀況對阻尼的影響
    J. Vantommel[16]從能量平衡的觀點出發,建立了兩相和三相纖維/塑料復合材料阻尼模型,對比分析發現，界面結合越差，界面相對單向纖維增強層合板的阻尼性能影響越明顯。Murayama預測了尼龍/硫化橡膠和PEI/硫化橡膠界面處的阻尼，并考察了阻尼與界面剪切強度之間的關系。Chinquin等的研究也發現阻尼損耗因子隨界面結合強度的增強而減小[17]。Rakesh Chandra等[18]利用有限元法和應變能法設計的兩相和三相復合材料模型也考慮了界面破壞對阻尼性能的影響。他們發現，阻尼對界面破壞程度、破損位置、纖維與載荷夾角非常敏感。