崔 燦, 茅獻(xiàn)彪

（1.江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院, 江蘇 南通 226006；2.中國礦業(yè)大學(xué) 力學(xué)與土木工程學(xué)院, 江蘇 徐州 221116；3.中國礦業(yè)大學(xué) 深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 江蘇 徐州 221116）

三維編織復(fù)合材料是由多向紗線相互交織形成的整體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有高度的整體性，不僅具有高比剛、高比強(qiáng)以及良好的抗腐蝕和抗疲勞能力，還在沖擊載荷作用下具有較高的沖擊損傷容限[1-2]，逐漸成為目前工程應(yīng)用的主要承力部件。

近年來針對三維編織復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究主要包括沖擊壓縮和拉伸、沖擊剪切、低速?zèng)_擊以及彈道侵徹實(shí)驗(yàn)等[3-5]。研究表明高應(yīng)變率下三維編織復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能與準(zhǔn)靜態(tài)加載條件下的力學(xué)性能存在較大差異，且由于材料本身的各向異性特征以及其編織結(jié)構(gòu)的特殊性，導(dǎo)致三維編織復(fù)合材料具有顯著的應(yīng)變率效應(yīng)和編織角效應(yīng)。

目前，分離式霍普金森壓桿（split Hopkinson pressure bar, SHPB）實(shí)驗(yàn)技術(shù)已作為一種標(biāo)準(zhǔn)方法被廣泛應(yīng)用于應(yīng)變率在101～103 s-1范圍內(nèi)的材料動(dòng)態(tài)力學(xué)特性測試。Tang 等[6]對三維碳/環(huán)氧和三維玻璃/環(huán)氧編織復(fù)合材料分別進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)和爆炸沖擊加載實(shí)驗(yàn)，確定編織參數(shù)對材料力學(xué)性能具有顯著影響。Sun 等[7]和Gu 等[8]利用分離式霍普金森壓桿（SHPB）技術(shù)對三維編織復(fù)合材料進(jìn)行面外和面內(nèi)的動(dòng)態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)，分析材料力學(xué)性能變化規(guī)律，并對其破壞模式以及能量吸收機(jī)制進(jìn)行研究，表明三維編織復(fù)合材料在面內(nèi)和面外的壓縮力學(xué)性能具有很大差異，均表現(xiàn)出應(yīng)變率敏感性，且面內(nèi)壓縮具有更高的應(yīng)變率敏感性。譚柱華等[9]利用三維編織復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)橫向壓縮實(shí)驗(yàn)研究得到了材料的壓縮強(qiáng)度和模型與應(yīng)變率的變化關(guān)系。Li 等[10-12]利用SHPB 技術(shù)測試500～1500 s-1的高應(yīng)變率下材料的橫向壓縮性能，并利用掃描電鏡（SEM）觀察其微觀斷口形貌，結(jié)果表明，應(yīng)變-應(yīng)變曲線表現(xiàn)出明顯的非線性特征和軟化現(xiàn)象，材料具有應(yīng)變率敏感性，隨著應(yīng)變率的增加，其損傷和失效模式逐漸變化。Wan 等[13]對纖維（玄武巖纖維）/基體（乙烯基酯樹脂）的編織復(fù)合材料進(jìn)行沖擊加載實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究。Li 等[14]研究高應(yīng)變率下三維編織復(fù)合材料的沖擊剪切性能，并結(jié)合全尺寸有限元模擬和CT 斷層掃描技術(shù)對高應(yīng)變率下材料的沖擊剪切響應(yīng)和漸進(jìn)破壞規(guī)律進(jìn)行詳細(xì)系統(tǒng)的研究。Pan 等[15]利用高速成像系統(tǒng)對在沖擊載荷作用下三維編織，雙軸經(jīng)編和角互鎖機(jī)織復(fù)合材料的漸進(jìn)破壞進(jìn)行研究。Huang 等[16-17]研究編織角和承載方向?qū)θS四向編織碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料動(dòng)態(tài)壓縮性能的影響，并結(jié)合高速攝影記錄的動(dòng)態(tài)壓縮過程進(jìn)行分析，結(jié)果表明，應(yīng)變率、壓縮方向及編織角是影響材料的動(dòng)態(tài)壓縮性能的重要因素，不同編織角以及不同加載方向上材料的失效形式各有不同。此外，還有一些研究者也從溫度、振動(dòng)、疲勞等角度[18-25]分別對三維編織復(fù)合材料的標(biāo)準(zhǔn)試件或者異形構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)力學(xué)性能研究。綜上所述，雖然目前的研究指出應(yīng)變率、編織角和加載方向?qū)θS編織復(fù)合材料的力學(xué)性能有重要影響，但是極少綜合考慮不同應(yīng)變率下材料在高速?zèng)_擊中的漸進(jìn)破壞過程以及破壞后的失效形式，而且由于目前國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的針對三維編織復(fù)合材料動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的測試標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)參考文獻(xiàn)間的試樣尺寸各不相同，使得相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法相互間進(jìn)行比較分析。

本研究利用SHPB 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和高速攝像技術(shù)對三維五向碳/環(huán)氧編織復(fù)合材料進(jìn)行沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)，分別沿縱向和橫向壓縮方向分析應(yīng)變率對其在高速變形下的漸進(jìn)破壞規(guī)律進(jìn)行分析，并綜合試樣的宏觀破壞特征和微觀斷口形貌等兩方面對材料的破壞模式及破壞機(jī)理進(jìn)行研究，為提高三維編織復(fù)合材料抗沖擊性能的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料及方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料為三維五向碳/環(huán)氧編織復(fù)合材料，由天津工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料研究所研制，如圖1 所示，采用1×1 四步法編織工藝，增強(qiáng)纖維為T300-6K 碳纖維，基體材料為TDE-86#環(huán)氧樹脂，纖維體積分?jǐn)?shù)保持在51.1%～52.0%之間。由于本研究主要針對不同應(yīng)變率下材料在高速變形中的漸進(jìn)破壞規(guī)律，故控制編織角效應(yīng)對材料力學(xué)性能的影響，本研究選擇編織角22.3°的三維五向碳/環(huán)氧編織復(fù)合材料作為研究對象。三維五向編織復(fù)合材料即在三維四步法編織工藝基礎(chǔ)上，在縱向方向添加軸向不動(dòng)紗線編織，定義材料的編織方向（沿Z軸）為縱向方向，XY方向?yàn)闄M向方向。如圖2 所示，材料尺寸為360 mm×10 mm×10 mm 的長方體結(jié)構(gòu)，參考Sun 等[7]和Gu 等[78]、譚柱華等[9]、Pan 等[15]、Li 等[10-12]的研究，將實(shí)驗(yàn)材料切割成尺寸大小約為10 mm×10 mm×10 mm 的立方體，確保試樣內(nèi)至少包含一個(gè)完整的編織循環(huán)結(jié)構(gòu)（即一個(gè)花節(jié)長度）。

圖1 三維五向編織工藝示意圖Fig. 1 Braiding process diagram of 3D five-directional braided composites

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

本研究中動(dòng)態(tài)沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)采用的是中國礦業(yè)大學(xué)國家深部巖土重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的分離式霍普金森壓力桿(SHPB)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。圖3 所示為分離式霍普金森壓桿（SHPB）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)示意圖。SHPB 實(shí)驗(yàn)原理[26-28]的本質(zhì)即為應(yīng)力波在入射桿、透射桿以及試樣間發(fā)生多次反射和透射，并利用兩桿接收到的應(yīng)變信號(hào)通過三波法數(shù)據(jù)處理間接地獲得試樣的應(yīng)力、應(yīng)變以及應(yīng)變率隨時(shí)間的變化。

圖3 分離式霍普金森壓桿（SHPB）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) （a）SHPB 實(shí)驗(yàn)設(shè)備；（b）高速攝像；（c）SHPB 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig. 3 Separated Hopkinson pressure bar test system （a）SHPB test equipment；（b）high speed photography；（c） schematic diagram of SHPB test device

通過對入射應(yīng)變信號(hào) εI(t)、反射應(yīng)變信號(hào)εR(t)和 透射應(yīng)變信號(hào) εT(t)進(jìn)行測量，由超動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。子彈速度則由平行光束-計(jì)時(shí)器組成的測速系統(tǒng)測量。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的桿的長度分別為400 mm、2500 mm、2000 mm、600 mm，桿直徑為50 mm。圖3(b)為高速攝像裝置。它被用來捕捉動(dòng)態(tài)圖像，以顯示復(fù)合材料的漸進(jìn)破壞過程。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)調(diào)試，確定高速攝像的分辨率為800×600，采樣頻率為11001fps。

此外，為獲得穩(wěn)定的應(yīng)變率，需要在SHPB 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中通過氣壓控制器調(diào)節(jié)氣壓實(shí)現(xiàn)；整個(gè)加載裝置的軸心需保持在同一水平高度；在透射桿后增加緩沖器，用以吸收透射脈沖，避免因?yàn)橹貜?fù)沖擊影響實(shí)驗(yàn)精度；而在入射桿的前端涂抹凡士林，黏貼一塊尺寸?10 mm×3 mm 的橡膠作為波形整形器，對入射波進(jìn)行整形，用以獲得光滑且無明顯振蕩現(xiàn)象的半正弦入射波形，從而保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

在實(shí)際的SHPB 實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)需要基于兩個(gè)基本假設(shè)為前提：（1）一維應(yīng)力波傳播假設(shè)；（2）試樣整體應(yīng)力/應(yīng)變均勻化假設(shè)。根據(jù)一維應(yīng)力波傳播假設(shè)，當(dāng)試樣應(yīng)力達(dá)到平衡時(shí)，有

2 不同應(yīng)變率下三維五向編織復(fù)合材料的壓縮特性

為研究應(yīng)變率對三維五向編織復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響，針對22.3°編織角的立方體試件分別沿縱向和橫向方向進(jìn)行沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)。具體的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)置如下：（1）縱向沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)，設(shè)定沖擊氣壓P分別為0.15 MPa，0.20 MPa，0.25 MPa，0.30 MPa，0.35 MPa，其中，0.15 MPa 沖擊氣壓是保證實(shí)驗(yàn)中試樣破壞的最低氣壓。（2）橫向沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)，設(shè)定沖擊氣壓P分別為0.20 MPa，0.25 MPa，0.30 MPa，0.35 MPa，0.40 MPa。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，相同氣壓條件下進(jìn)行至少5 組實(shí)驗(yàn)以上，確保選取3 組以上合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作為后續(xù)的研究與討論。

2.1 高應(yīng)變率下試樣的壓縮力學(xué)特性

（1）縱向沖擊壓縮實(shí)驗(yàn)中獲得的應(yīng)變率約在200～1000 s-1之間，不同應(yīng)變率 ε˙下試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖4 所示，表1 為試樣的縱向動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度縱向動(dòng)態(tài)壓縮模量、縱向峰值應(yīng)變和縱向殘余承載能力及其平均值隨應(yīng)變率ε˙的變化規(guī)律。

圖4 不同應(yīng)變率下試樣縱向壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 4 Longitudinal compression stress-strain curves of specimens under different strain rates

表1 縱向沖擊壓縮下試樣力學(xué)性能參數(shù)隨應(yīng)變率的變化規(guī)律Table 1 Variations of mechanical properties parameters under longitudinal compression

圖5 不同應(yīng)變率下試樣橫向壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 5 Transverse compression stress-strain curves of specimens under different strain rates

表2 橫向沖擊壓縮下試樣力學(xué)性能參數(shù)隨應(yīng)變率的變化規(guī)律Table 2 Variations of mechanical properties parameters under transverse compression

2.2 動(dòng)態(tài)壓縮下試樣的動(dòng)態(tài)破壞過程

（1）縱向沖擊壓縮下試樣的動(dòng)態(tài)破壞過程

圖6是應(yīng)變率379.82s-1和615.08s-1下試樣的高速攝像記錄的動(dòng)態(tài)壓縮過程以及對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變特征曲線。由圖6 可知，試樣的漸進(jìn)破壞過程主要為裂紋的漸進(jìn)擴(kuò)展過程，試樣的破壞主要集中在BC 段和CD 段。隨著應(yīng)變率 ε˙的增加，試樣的CD 段曲線延長，說明試樣在峰后的破壞程度加劇，隨著應(yīng)變率的增加，試樣的延性有所增強(qiáng)。曲線主要可以分成三個(gè)階段：線彈性增長階段（OB 段）、快速下降階段（急劇軟化，BC 段）和穩(wěn)定下降階段（近似平臺(tái)退化，CD 段）。試樣應(yīng)力近似呈線性增長至峰值后開始迅速下降，表明試樣主要呈現(xiàn)為脆性破壞。

圖6 縱向壓縮下試樣動(dòng)態(tài)破壞過程以及對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變特征曲線 （a）379.82 s-1；（b）615.08 s-1Fig. 6 Progressive failure characteristics of specimens and the corresponding stress-stain curves under longitudinal compression （a）379.82 s-1；（b）615.08 s-1

在整個(gè)沖擊壓縮過程中，高速攝影圖像前2 張對應(yīng)曲線的OB 段，試樣表面基本保持完整，無明顯裂紋產(chǎn)生；第3 張圖像對應(yīng)曲線的BC 段，試樣表面呈現(xiàn)凹凸不平的網(wǎng)狀形態(tài)結(jié)構(gòu)，說明裂紋在快速下降階段呈爆炸式迅速沿著編織結(jié)構(gòu)擴(kuò)展貫穿；第4 張和第5 張圖像對應(yīng)曲線的CD 段，試樣沿軸向完全破裂，纖維束發(fā)生斷裂，基體大量飛濺溢出，說明裂紋在穩(wěn)定下降階段進(jìn)一步累積擴(kuò)展，試樣的破壞程度加劇。隨著應(yīng)變率 ε˙的增加，裂紋快速開裂越厲害，試樣破壞越嚴(yán)重。

（2）橫向沖擊壓縮下試樣的動(dòng)態(tài)破壞過程

圖7是應(yīng)變率624.67s-1和819.94s-1下試樣的高速攝像記錄的動(dòng)態(tài)壓縮過程以及對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變特征曲線。由圖7 可知，試樣的破壞主要集中在AB 段和BC 段。隨著應(yīng)變率 ε˙的增加，試樣的AB 段和BC 段曲線延長，說明試樣在屈服階段和峰后卸載階段的破壞程度加劇，試樣的延性增強(qiáng)。曲線主要可以分成三個(gè)階段：線彈性增長階段（OA 段）、非線性增長階段（AB 段）和快速下降階段（急劇軟化，BC 段）。試樣應(yīng)力首先近似以線性快速增長，在進(jìn)入AB 段后，表現(xiàn)出明顯的非線性增長趨勢，應(yīng)力增長速度減緩，曲線斜率逐漸下降，直到峰值后應(yīng)力快速下降，表明試樣主要呈現(xiàn)為脆性破壞。

圖7 橫向壓縮下試樣動(dòng)態(tài)破壞過程以及對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變特征曲線 （a）624.67 s-1；（b）819.94 s-1Fig. 7 Progressive failure characteristics of specimens and the corresponding stress-stain curves under transverse compression （a）624.67 s-1；（b）819.94 s-1

在整個(gè)沖擊壓縮過程中，高速攝影圖像前2 張對應(yīng)曲線的OA 段，試樣表面基本保持完整，試樣被壓實(shí)；第3 張圖像對應(yīng)曲線的AB 段，試樣表面主要存在一條貫穿整體的主裂紋，且沿加載方向呈一定角度，說明試樣發(fā)生剪切破壞；第4 張和第5 張圖像對應(yīng)曲線的BC 段，試樣在主裂紋的基礎(chǔ)上，繼續(xù)產(chǎn)生新裂紋，并沿加載方向呈一定角度開裂，破碎試樣相互錯(cuò)位，試樣碎裂程度加劇。隨著應(yīng)變率 ε˙的增加，裂紋產(chǎn)生并擴(kuò)展得越多，試樣的碎裂程度越大。

3 高應(yīng)變率下三維五向編織復(fù)合材料的破壞機(jī)制

3.1 動(dòng)態(tài)壓縮下試樣的宏觀破壞機(jī)制

圖8 和圖9 分別是不同應(yīng)變率下試樣的縱向壓縮破壞特征及破碎形態(tài)特征示意圖。由圖8 可知，應(yīng)變率越高，試樣的破壞程度越大。在應(yīng)變率為214.47s-1時(shí)，少部分樹脂基體從試樣表面溢出，裂紋處出現(xiàn)纖維束與基體剝離現(xiàn)象；應(yīng)變率為379.82 s-1時(shí)，破碎形態(tài)近似呈矩形松散的纖維束交織結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為更大范圍的纖維與基體分離現(xiàn)象；應(yīng)變率 ε˙為615.08s-1時(shí)，破碎形態(tài)呈一堆散紗，但大部分紗線呈相對完整的單根纖維束形態(tài)；隨著應(yīng)變率 ε˙的增加，破碎試樣逐漸變?yōu)楦鼮榧?xì)小的纖維碎屑形態(tài)，表現(xiàn)為纖維斷裂現(xiàn)象。因此，從不同應(yīng)變率下試樣的破壞形貌可以看出，試樣的破壞方式主要為基體壓潰和纖維與基體間界面剪切破壞，但隨著應(yīng)變率的增加，纖維斷裂現(xiàn)象逐漸加重。

圖8 不同應(yīng)變率下試樣縱向壓縮破壞特征 （a）214.47 s-1；（b）379.82 s-1；（c）615.08 s-1；（d）724.22 s-1；（e）981.15 s-1Fig. 8 Longitudinal compression failure characteristics of specimens under different strain rates （a）214.47 s-1；（b）379.82 s-1；（c）615.08 s-1；（d）724.22 s-1；（e）981.15 s-1

圖9 縱向壓縮下破碎試樣形態(tài)特征示意圖Fig. 9 Schematic diagram of morphology characteristics of broken specimens under longitudinal compression

圖10 和圖11 分別是不同應(yīng)變率下試樣的橫向壓縮破壞特征及破碎形態(tài)特征示意圖。由圖10可知，在應(yīng)變率ε˙為435.91s-1時(shí)，破碎試樣形態(tài)主要為三角形截面塊體，表現(xiàn)為試樣發(fā)生剪切破壞；隨著應(yīng)變率 ε˙的增加，試樣的碎裂程度加劇，破碎試樣逐漸形成更多數(shù)量的小體積碎塊，且碎塊形態(tài)多呈多邊形截面塊體，表明試樣受橫向壓縮作用產(chǎn)生的剪切破裂面逐漸增多，試樣的破壞程度加劇。因此，從不同應(yīng)變率下試樣的破壞形貌可以看出，試樣宏觀上主要發(fā)生剪切破壞，隨著應(yīng)變率的增加，試樣剪切破壞程度加劇。

圖10 不同應(yīng)變率下試樣橫向壓縮破壞特征 （a）435.91 s-1；（b）624.67 s-1；（c）819.94 s-1；（d）988.14 s-1；（e）1091.36 s-1Fig. 10 Transverse compression failure characteristics of specimens under different strain rates （a）435.91 s-1；（b）624.67 s-1；（c）819.94 s-1；（d）988.14 s-1；（e）1091.36 s-1

圖11 橫向壓縮下破碎試樣形態(tài)特征示意圖Fig. 11 Schematic diagram of morphology characteristics of broken specimens under transverse compression

3.2 動(dòng)態(tài)壓縮下試樣的微觀破壞機(jī)制

圖12 和圖13 分別為不同應(yīng)變率下破碎試樣在縱向壓縮和橫向壓縮下的斷口掃描圖像。通過對不同放大倍數(shù)下的破碎試樣形貌進(jìn)行觀察，可以看出：縱向壓縮下，在較低應(yīng)變率下破碎試樣的斷口形貌主要表現(xiàn)為基體斷裂和界面剪切破壞，但隨著應(yīng)變率的增加，纖維束完整程度逐漸降低，纖維剪切斷裂現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。這說明隨著應(yīng)變率的增加，更多能量作用于試樣的破壞，使得試樣在發(fā)生基體斷裂和界面剪切破壞之外，更多纖維參與試樣的破壞從而發(fā)生剪切斷裂。

圖12 縱向壓縮下不同應(yīng)變率破碎試樣的斷口掃描圖像 （a）214.47 s-1；（b）379.82 s-1；（c）615.08 s-1；（d）724.22 s-1；（e）981.15s-1；（1）低倍；（2）高倍Fig. 12 Fracture scan images of specimens with different strain rates under longitudinal compression （a）214.47 s-1；（b）379.82 s-1；（c）615.08 s-1；（d）724.22 s-1；（e）981.15s-1；（1）low magnification；（2）high magnification

橫向壓縮下，在較低應(yīng)變率下破碎試樣塊體體積較大，斷口棱角分明，主要表現(xiàn)為基體斷裂、纖維束剪切斷裂以及大面積的界面剪切破壞形貌。隨著應(yīng)變率的增加，破碎試樣塊體體積逐漸變小，斷口棱角區(qū)域趨于圓滑，纖維剪切斷裂現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。這說明隨著應(yīng)變率的增加，更多能量作用于試樣的剪切破壞，使得試樣產(chǎn)生更多的剪切破裂面，破碎試樣塊度逐漸減小，更多的纖維發(fā)生剪切斷裂，試樣破壞程度更加嚴(yán)重。

4 結(jié)論

（1）加載方向是試樣動(dòng)態(tài)壓縮特性變化的重要影響因素。相同編織角時(shí)，材料在縱向和橫向方向受壓，隨著應(yīng)變率的增加，其在縱向和橫向的動(dòng)態(tài)抗壓強(qiáng)度和動(dòng)態(tài)壓縮模量均有不同程度的增幅，尤其在橫向時(shí)數(shù)值增幅較高，說明材料在縱向和橫向均具有一定的應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)，其中材料在橫向方向的應(yīng)變率強(qiáng)化效應(yīng)更為顯著。

（2）試樣的沖擊壓縮破壞的主要表現(xiàn)為能量的積累與釋放以及裂紋的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展過程。高應(yīng)變率下，材料在縱向和橫向壓縮下的動(dòng)態(tài)破壞過程以及應(yīng)力應(yīng)變曲線特征具有明顯差異?？v向壓縮下，試樣的動(dòng)態(tài)破壞過程主要為裂紋大范圍沿編織結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)擴(kuò)展過程，試樣的破壞主要集中在急劇軟化和平臺(tái)退化階段，試樣發(fā)生脆性破壞，迅速失去承載能力。橫向壓縮下，試樣的動(dòng)態(tài)破壞過程主要為一條主裂紋以及多條次生裂紋的擴(kuò)展貫穿過程，試樣的破壞主要集中在非線性增長階段和峰后卸載階段，試樣主要呈現(xiàn)為脆性破壞。

（3）高應(yīng)變率下，材料在縱向和橫向壓縮下的破壞模式具有明顯差異?？v向壓縮下，試樣的破壞方式主要為基體壓潰和纖維與基體間界面剪切破壞，但隨著應(yīng)變率的增加，纖維斷裂現(xiàn)象逐漸加重。橫向壓縮下，試樣宏觀上主要發(fā)生剪切破壞，其破壞方式主要為基體斷裂、纖維束剪切斷裂以及大面積的界面剪切破壞，隨著應(yīng)變率的增加，試樣剪切破壞程度加劇。