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碳纤维增强复合材料(Carbon fiber reinforced polymer:CFRP)具有比强度和比刚度高等优异的综合性能,因此在海洋及水下领域开始被广泛应用。湿热环境和外部荷载是在水下以及航海领域内经常遇到的环境因素。目前关于CFRP的湿热性能研究已逐渐成熟,但是湿热环境对CFRP冲击损伤与破坏的影响研究尚少,因此本文来研究湿热环境对碳纤维环氧树脂复合材料冲击损伤和破坏的影响。本文首先采用三因素三水平的正交实验,对碳纤维环氧树脂复合材料试样进行了湿热处理和冲击实验,湿热处理为温度50℃、60℃、70℃的水浴处理,吸湿时间为10天、20天、30天,冲击实验为三种速度的锥头弹体冲击,冲击结束后采用超声波C扫描来检测试样内部的损伤投影面积,借助扫描电镜和超景深三维显微系统观察试样的损伤形式,分析试样在受到冲击荷载时,其吸能性能、损伤形式和损伤机理;其次针对干燥室温状态试样和吸湿饱和(70℃水浴)状态试样,采用三种不同形态弹体进行冲击实验,分析了弹体形态和试样状态两种因素下试样损伤机理的异同。实验研究表明,湿热环境中碳纤维环氧树脂复合材料的吸湿过程分为两个阶段:第一阶段,吸湿量与吸湿时间的平方根呈线性;第二阶段,吸湿速率缓慢下降,主要是一些亲水基团的吸水过程。在冲击速度、环境温度、吸湿时间的三种因素三种水平的正交实验结果中,当湿热环境温度为70℃,吸湿时间为20天及冲击速度为90m/s时,试样的吸能值达到最大,损伤孔洞投影面积也达到最大。同一形态弹体的冲击下,随着弹体冲击速度的增加,两种状态下试样的损伤孔洞投影面积不断增加。在速度较低的情况下,锥头弹体对试样的破坏最大,但是在速度较高即能够将试样侵彻贯穿的情况下,平头弹体对试样的破坏最大;由三种形态弹体的损失能量即试样的吸能情况可知,湿热处理增加了试样内基体的塑性,提高了试样的吸能能力,增强了试样的抗冲击性能。