湿热老化后碳纤维复合材料层间剪切强度实验方法对比研究
碳纤维增强复合材料及其应用研究
目前，生产和销售的产品结构采用玻璃钢（复合材料， 主要成分是树脂和玻璃纤维）箱体，其导热系数为 0.4W/（nk）， 密度为 2.3g/cm，且具备较高的拉伸强度，是一种综合性能 优异的复合材料。随着材料技术的不断更新发展，市场对于 轻量化需求日益突出，然而，在现有玻璃钢材料基础上，其 结构形式已无法实现更高的减重目标。碳纤维复合材料具有 质轻、比强度高、比刚度大、抗疲劳好、减震性好等特点， 本文将对不同铺层结构的碳纤维复合材料进行分析，结合产 品进行轻量化设计应用研究。 1 碳纤维增强复合材料
7.8
1.08
210
制造技术成熟，耐蚀性性好，成本低
机械性能较弱，强度偏低
1.5 ～ 2
2.0 ～ 7.0 200 ～ 700
力学性能优异，轻量化程度高
成本高，加工工艺复杂烦琐
1.4 ～ 2.5
1.5
42
优秀低绝缘、高低温及抗腐蚀能力，价格较低
性脆，耐磨性较差
保各部分的建设情况能够严格按照施工设计要求落实。 5 结语
（2）采用足够多的铺层，并使其纤维轴线与内力拉压 方向一致时，可以最大强度利用复合材料的高强度特性；
（3）避免相同纤维取向的铺层叠置； （4）对于较厚的层合板，相邻铺层纤维角度比一般不 超过 6°； （5）铺层中以 0°、±45°、90°的四种铺层角度， 每种占比应不少于 10%，以避免任何方向的基体直接受载； （6）载荷 0°方向时，避免采用 90°的层组，应该用
为了得到最优铺层方案，保证碳纤维复合材料满足刚 度需求，在初始设计过程中，根据铺层原理，选用环氧树 脂为基体，选用厚度为 0.3mm 的碳纤维板层，按照（0°、 45°、90°、-45°、0°）的铺层角度进行复合层板的设计， 本文以下所述碳纤维样片、碳纤维产品材料，均采用该铺层 方案进行设计和加工。 3 有限元分析及实验验证 3.1 有限元分析
碳纤维复合材料应用研究报告进展
碳纤维复合材料的应用研究进展姜楠＜湖北大学材料科学与工程学院，武汉430062）摘要：本文概述了碳纤维复合材料vCFRP）的性能特点和应用研究进展。
简要介绍了碳纤维复合材料在大飞机制造业，深海油气田，非织造设备等方面的应用情况，碳纤维复合材料湿热性能和抗氧化烧蚀技术的研究进展以及国内外的研究状况。
关键词：碳纤维复合材料大飞机深海油气田非织造设备湿热性能抗氧化烧蚀技术应用研究1前言碳纤维复合材料＜CFRP）自20世纪50年代面世以来就主要用于军工，航天，航空等尖端科学技术领域，其高强、高模、轻质、耐热、抗腐蚀等独特的性能使其在飞机、火箭、导弹、人造卫星等方面发挥了巨大作用。
随着CFRP材料性能的不断完善和提高，其优越的性能逐步被认可及价格的大幅度下降，使得它在民用工业上的应用逐步扩大，目前在土木建筑、纺织、石油工业、医疗机械、汽车工业等领域得到了广泛应用。
2CFRP材料的性能特点碳纤维是由碳元素组成的一种高性能增强纤维。
其最高强度已达7000MPa ，最高弹性模量达900GPa,而其密度约为1.8~2.1g/cm3,并具有低热膨胀、高导热、耐磨、耐高温等优异性能，是一种很有发展前景的高性能纤维。
碳纤维由高度取向的石墨片层组成，并有明显的各向异性，沿纤维轴向，强度高、模量高，而横向性能差，其强度和模量都很低。
因此在使用时，主要应用碳纤维在轴向的高性能。
[1-2]碳纤维是黑色有光泽，柔软的细丝。
单纤维直径为5~10pm，一般以数百根至一万根碳纤维组成的束丝供使用。
由于原料和热处理工艺不同，碳纤维的品种很多。
高强度型碳纤维的密度约为 1.8g/cm3,而高模量和超高模量的碳纤维密度约为1.85~2.1g/cm3。
碳纤维具有优异的力学性能和物理化学性能。
碳纤维的另一特征是热膨胀系数小，其热膨胀系数与石墨片层取向和石墨化程度有密切的关系。
碳纤维具有优异的耐热和耐腐蚀性能。
在惰性气氛下碳纤维热稳定性好，在2000C的高温下仍能保持良好的力学性能；但在氧化氛围下超过450C碳纤维将被氧化，使其力学性能下降。
碳纤维增强复合材料的微观结构与力学性能关系研究
碳纤维增强复合材料的微观结构与力学性能关系研究摘要：我们旨在深入探讨碳纤维增强复合材料的微观结构与力学性能之间的关系。
通过采用先进的显微结构分析技术和力学测试手段，我们系统地研究了不同微观结构下碳纤维复合材料的力学响应。
结果表明，碳纤维的分布、取向以及复合基体的性质等微观结构参数对力学性能有着显著影响。
本研究为优化碳纤维增强复合材料的设计和制备提供了深刻的理论指导。
关键词：碳纤维复合材料，微观结构，力学性能，显微分析，设计优化引言：随着碳纤维增强复合材料在航空航天、汽车工业等领域的广泛应用，对其性能优化的需求日益迫切。
而微观结构是决定材料性能的重要因素之一。
在设计阶段，我们需要充分理解碳纤维复合材料微观结构与力学性能之间的关系，以便更有效地调控和提升材料性能。
在深入研究碳纤维复合材料的微观结构与力学性能之间的关系后，我们期望能够为制备高性能的碳纤维复合材料提供科学依据，推动其在各个工程领域的广泛应用。
一、碳纤维的微观分布特征碳纤维在增强复合材料中的微观分布特征直接关系到材料的力学性能和整体性能。
首先，我们将深入研究碳纤维在复合材料中的三维分布情况。
通过采用先进的显微结构分析技术，如扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM），我们能够获取材料截面的高分辨图像，揭示碳纤维的分布密度、排列方式以及与基体的相互作用。
进一步地，我们将探讨碳纤维在复合材料中的层间分布。
层间分布是影响材料弯曲和剪切性能的重要因素。
通过在微观尺度上观察碳纤维在各层之间的位置关系，我们能够了解纤维在复合材料中的层间连接方式，从而为优化设计提供理论依据。
除了静态的微观分布特征，我们还将关注在不同加载条件下碳纤维的微观变形行为。
通过模拟不同应力和应变状态下的碳纤维微观变形，我们能够洞察纤维的拉伸、屈曲、扭转等变形模式，为理解复合材料的宏观性能提供微观机理的解释。
在整个讨论中，我们将引入相关的专业术语，如纤维体积分数、取向分布、截面形态等，以确保对碳纤维微观分布特征的描述准确而全面。
《碳纤维树脂基复合材料RTM制备及其抗高温性能》
《碳纤维树脂基复合材料RTM制备及其抗高温性能》一、引言随着科技的发展和工业的进步，碳纤维树脂基复合材料因其卓越的力学性能和轻量化特点，在航空、航天、汽车等众多领域得到了广泛应用。
RTM（树脂传递模塑）技术作为碳纤维复合材料的主要制备工艺之一，其优势在于生产效率高、成本低且能够制造出复杂形状的制品。
本文将详细介绍碳纤维树脂基复合材料的RTM制备工艺，并对其抗高温性能进行深入研究。
二、碳纤维树脂基复合材料的RTM制备1. 材料选择碳纤维树脂基复合材料的制备主要涉及碳纤维、树脂基体以及必要的添加剂。
碳纤维具有高强度、高模量等特点，是复合材料的主要增强材料；树脂基体则起到粘结碳纤维的作用，常见的有环氧树脂、聚酰亚胺等。
2. 工艺流程RTM制备工艺主要包括模具设计、碳纤维预浸料制备、注射工艺及后处理等步骤。
首先，根据产品需求设计模具；然后，将碳纤维与树脂基体混合制备成预浸料；接着，将预浸料放入模具中，通过注射装置将树脂注入模具，使树脂在模具内充分渗透并固化；最后，进行脱模、修整等后处理工序。
3. 工艺参数RTM制备工艺的参数包括注射压力、注射速度、固化温度和时间等。
这些参数对复合材料的性能具有重要影响，需要根据实际情况进行优化。
三、抗高温性能研究1. 抗高温性能指标碳纤维树脂基复合材料的抗高温性能主要表现在其耐热性、高温强度、高温蠕变等方面。
通过对比不同制备工艺下复合材料的抗高温性能，可以评估RTM制备工艺的优越性。
2. 实验方法为了研究碳纤维树脂基复合材料的抗高温性能，可以采用热重分析、热机械分析等方法。
通过在不同温度下对复合材料进行加热和加载，观察其性能变化，从而评估其抗高温性能。
3. 结果与讨论通过实验，我们可以得到碳纤维树脂基复合材料在不同温度下的性能数据。
分析这些数据，可以得出RTM制备工艺对复合材料抗高温性能的影响。
同时，还可以对比其他制备工艺下的复合材料性能，进一步评估RTM工艺的优越性。
碳纤维复合材料的实物强度与模拟仿真研究
碳纤维复合材料的实物强度与模拟仿真研究碳纤维复合材料是一种具有高强度、轻质、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能的材料，广泛应用于航空、航天、汽车、轨道交通、船舶等领域，成为新一代高性能材料。
然而，碳纤维复合材料的实物强度与模拟仿真研究一直是研究的热点和难点之一。
本文将分析碳纤维复合材料的实物强度与模拟仿真研究现状，并展望未来。
一、碳纤维复合材料的实物强度研究1. 实物试验实物试验是研究碳纤维复合材料实物强度的重要方法。
通过实物强度试验，可以获得材料的实际强度和断裂韧性等基本性能指标。
根据试验方法的不同，可以分为单轴拉伸试验、双向剪切试验、缩径拉压试验、冲击试验等。
单轴拉伸试验是最常用的实物试验方法，通过拉伸试验机将样品施加单向拉伸力并测量应力-应变曲线，从而得到材料的拉伸强度、屈服强度、弹性模量和拉伸应变能等指标。
缩径拉压试验可以获得材料在径向压缩和拉伸状态下的强度和变形行为，适用于研究压缩和拉伸异向性。
冲击试验则可以模拟材料在受到冲击载荷时的响应，研究材料的韧性和抗冲击性能。
2. 实物强度影响因素碳纤维复合材料的实物强度受多种因素影响。
材料的纤维类型、体积分数和层叠方式对材料强度有很大影响。
纤维和基体之间的界面粘结力也是影响强度的重要因素。
此外，加工过程中的处理方式和温度等因素也会对材料强度造成影响。
3. 实物强度研究进展随着复合材料在工业领域的广泛应用，实物强度研究也得到了长足发展。
目前，国内外研究机构多采用复合材料的细观结构分析和材料力学性能测试相结合的方法进行研究。
此外，利用样本的数字化设计和孔洞、缺陷等不良状态的模拟，并通过计算机仿真技术对碳纤维复合材料的实物强度进行研究也越来越成为趋势。
二、碳纤维复合材料的模拟仿真研究1. 模拟仿真原理模拟仿真技术是一种基于数值计算方法的虚拟试验方法，能够通过计算机模拟材料受载情况，并得到物理量的计算结果，如材料应力、变形、破坏等。
这些计算结果可以帮助研究人员更好地了解材料的性能特点和响应规律。
碳纤维如何增强复合材料的力学性能
碳纤维如何增强复合材料的⼒学性能2019-08-20摘要：碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的应⽤范围进⼀步扩⼤，不难看出，这种材料因其较好的综合性能远远超越了单⼀组合的材料模式。
本⽂试图对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能进⾏深⼊的研究。
本⽂使⽤了简单概述，也采⽤了重点分析的研究策略，梳理了对研究对象的概述和主要的性能特点。
关键词：碳纤维；复合材料；⼒学性能本⽂以碳纤维增强热塑性树脂基复合材料为研究对象，对相关的概念和内容进⾏了梳理和总结。
其中概括了碳纤维的性质性能，对复合材料的概念进⾏了阐述，最后对碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的⼒学性能作了详尽的分析说明。
1.关于碳纤维增强热塑性树脂基复合材料的概述⑴复合材料的概念：⾯对传统、单⼀组分的材料已经难以满⾜现在应⽤需要的现实状况，开发研制新材料，是解决这个问题的根本途径。
运⽤对材料改性的⽅法，来改善材料的性能是可取的。
⽽材料改性的⽅法中，复合是最为常见的⼀种。
国际标准化组织对于复合材料的概念有明确的界定：复合材料是指由两种或两种以上不同化学性质和物理性质的物质组成的混合固体材料。
它的突出之处在于此复合材料的特定性能优于任⼀单独组分的性能。
⑵复合材料的分类简介：复合材料的有⼏种分类，这⾥不作⼀⼀介绍。
只介绍两种与本论⽂相关的类别划分。
如果以基体材料分类，复合材料有⾦属基复合材料；陶瓷基复合材料；碳基复合材料；⾼分⼦基复合材料。
本⽂讨论的是最后⼀种⾼分⼦基复合材料，它是以有机化合物包括热塑性树脂、热固性树脂、橡胶为基体制备的复合材料。
第⼆，如果按增强纤维的类别划分，就存在有机纤维复合材料、⽆机纤维复合材料、其他纤维复合材料。
其中本⽂讨论的对象属于⽆机纤维复合材料这⼀类别，因为碳纤维就是⽆机纤维复合材料的其中⼀种。
特别值得注意的是，当两种或两种以上的纤维同时增强⼀个基体，制备成的复合材料叫做混杂纤维复合材料。
实质上是两种或两种以上的单⼀纤维材料的互相复合，就成了复合材料的“复合材料”。
剪切试验
切槽试样的拉伸－压缩试验方法
层间剪切试样
层间剪切环状试样
十字层梁试样
十字层梁的电阻应变片的粘贴位置
平面剪切：由 yx xy引起的剪切。
层间剪切；由 xz或 yz 引起的剪切。
纤维增强复合材料试验方法 ①平面剪切试验； ②层间剪切试验； ③剪断试验； 试样的形式 ①管状试样； ②棒状试样； ③板状试样； ④环状和弓形试样；
温度和湿度
加载方式
－随试样形状、尺寸和试验目的不同，采用不同加载方式。
对剪加载方式的夹具
平板剪切用的双剪夹具
弹性常数的算出： 测量标距对角线 P1 和应变 1 , 2 若平板为纯剪力状态，则： 切应力 xy 和剪应力 xy 可由几何关系算出 ：
Gxy xy / xy
P xy 2ah 1 2 xy 1 1 2
x' y'
2
2
(1
1 yx Ex
)
和正应力 ，因此，以此种方式加载的正交平板已不 再是纯剪应力。 在标准的销钉铰接四杆框架中，接头的转轴同试样标距的 四角常是不重合，因而，造成纤维铺放方向同四连杆框 架的轴成450
夹具类型
改进后的四连杆夹具
③正方形平板的扭曲：使用广泛，主要由于测定弹性常数。 ④各向异性直条的拉伸：最简单、经济，但精度稍差。
薄壁管的扭转
－主要用于长丝或织物缠绕的薄壁管扭转试验。
若 h / R 足够小，剪切变形沿厚度 方向的变化可忽略，从而获得均 匀的切应力分布场。 薄壁管加工及试验时的要求 －层片数量应足以传递载荷；厚 度均匀，偏差小。电阻应变片要 使用＋450/00/-450，用以检测应变 状态。 －为保证试件端头在加载时不破 裂及均匀加载，要对端头进行处 理。 R
碳纤维的±45°铺层抗剪切原理
一、碳纤维复合材料的概念碳纤维复合材料是由碳纤维和树脂胶粘剂混合而成的一种复合材料。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度和优异的热稳定性等特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育用品等领域。
在碳纤维复合材料中，±45°铺层是一种常见的铺层方式，其抗剪切原理具有重要的理论和应用价值。
二、±45°铺层的特点在碳纤维复合材料中，±45°铺层是指将碳纤维布以±45°的角度交叉铺设在基体上，然后与树脂固化形成复合材料。
相比于其他铺层方式，±45°铺层具有以下特点：1. 增强弯曲性能：±45°铺层的交叉角度可以有效地增强碳纤维复合材料的弯曲性能，使其在受力时更加均匀分布，减少应力集中的可能性。
2. 提高剪切强度：由于±45°铺层中的碳纤维布是以斜向交叉铺设的，可以在一定程度上提高碳纤维复合材料的剪切强度，增加其抗剪切性能。
三、±45°铺层的抗剪切原理在碳纤维复合材料的制备过程中，±45°铺层可以有效地提高复合材料的抗剪切性能，其原理主要包括以下几个方面：1. 多向力的作用：由于±45°铺层中的碳纤维布是以±45°的交叉角度铺设的，这样在受到外力作用时，碳纤维布可以有效地承受多向拉伸和剪切力，从而提高复合材料的抗剪切能力。
2. 纤维方向的变化：在±45°铺层中，碳纤维的方向是多样化的，不仅可以承受沿纤维方向的拉伸力，还可以承受垂直于纤维方向的剪切力，这样可以使复合材料在受力时具有更好的各向力学性能。
四、±45°铺层的应用由于±45°铺层能够有效提高碳纤维复合材料的抗剪切性能，因此在航空航天、汽车制造、体育用品等领域有着广泛的应用价值。
在实际工程中，工程师们可以根据具体的使用要求和受力情况，合理选择和设计±45°铺层结构，以充分发挥碳纤维复合材料的抗剪切性能。
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湿热老化后碳纤维复合材料层间剪切强度实验方法对比研究双超;刘璐璐;赵振华;关玉璞;陈伟【摘要】通过短梁法和双切口法研究湿热老化对T700/TDE-85复合材料层间剪切强度的影响,讨论两者吸湿规律随老化时间的变化关系,并对试件断口形貌进行分析.结果表明:两种试件吸湿规律均符合Fick第二定律,但两者平衡吸湿率和吸湿时间有所差别,双切口法试件的吸湿速率和平衡吸湿率均比短梁法试件高;双切口试件所测层间剪切强度受湿热老化影响比短梁明显,短梁试件每隔500 h层间剪切强度保持率为74.5%,61.0%,53.2%,50.6%,双切口每隔500 h层间剪切强度保持率为60.9%,38.3%,42.6%,33.0%;短梁试件失效模式随着湿热老化时间的增长变化比双切口更为复杂.%The effects of hygrothermal aging on the interlaminar shear strength of T700 /TDE-85 composites were studied by short-beam method and double-incision method.The relationship between moisture absorption and aging time was discussed,and the fracture surface morphology was analyzed.The experimental results show that the moisture absorption law of the two specimens is in accordance with Fickle's second law,but the saturated moisture absorption rate and moisture absorption time are different.The moisture absorp-tion rates and saturated moisture absorption rates of the specimens of double incision method are higher than those of the short beam method.The interlaminar strength of double-incision test is more obvious than that of short-beam under hygrothermal aging conditions, the interlaminar shear strength retention rates of short-beam method's specimens are 74.5%,61.0%,53.2% and 50.6% at 500 h intervals and the interlaminar shear strength retention rates of double-incision method's specimens are 60.9%,38.3%,42.6% and 33.0% at 500 h intervals.The failure mode of short-beam specimen is more complicated than that of double-incision with the increase of hygrothermal aging time.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】9页(P90-98)【关键词】湿热老化;复合材料;短梁法;双切口法;层间剪切强度;失效模式【作者】双超;刘璐璐;赵振华;关玉璞;陈伟【作者单位】南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016;南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016;南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016;南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016;南京航空航天大学能源与动力学院江苏省航空动力系统重点实验室,南京 210016;先进航空发动机协同创新中心,南京 210016【正文语种】中文【中图分类】TB332碳纤维增强树脂基复合材料(carbon fiber reinforced plastics, CFRP)由于比强度高、耐腐蚀、抗疲劳性能好、材料的可设计性好和抗冲击性能优良而广泛应用于航空航天领域[1]。
复合材料构件所占质量的百分比已成为飞机结构设计先进性水平的重要指标之一。
CFRP在服役期间受到恶劣环境的影响而产生力学性能的降低和复合材料内部损伤，尤其是湿热环境会显著影响材料的力学性能和耐热性能，造成材料失效或寿命降低[2]，直接影响飞机的安全性能和复合材料在航空结构中的应用。
因此，评估碳纤维复合材料航空结构湿热老化后力学行为和损伤发展具有重要意义[3]。
复合材料的湿热老化是经受湿度、温度和应力联合作用而产生的性能退化过程, 是复合材料的主要腐蚀失效形式[4]。
湿热环境对复合材料性能的影响主要是通过树脂基体吸湿溶胀、增塑、水解，空穴与微裂纹等缺陷中的水积聚以及树脂/纤维粘接界面的破坏而引起性能的改变[5-6]。
CFRP的吸湿过程主要涉及3个方面：水分子在树脂基体中的渗透、扩散；水在孔隙、微裂纹和界面脱粘等缺陷中的聚集；水分子沿纤维/基体界面的毛细作用[7]。
Kumar等[8]研究了不同吸湿时间下复合材料的力学性能，发现复合材料浸泡1个月之后，其纵向拉伸强度下降达25%～30%，继续浸泡强度基本保持不变，横向拉伸强度随着吸湿时间越长下降越多，面内剪切强度呈现先增后减的趋势。
高禹等[9]采用短梁法研究浸泡吸湿对T700/3234复合材料层间剪切强度的影响，研究结果表明，复合材料经过240 h的老化后吸湿率为1.15%，层间剪切强度下降了31.7%。
李玉玲等[10]通过短梁法研究了碳纤维/聚三唑树脂复合材料在80 ℃、相对湿度98%条件下的层间剪切强度变化规律，发现复合材料层间剪切强度总体上是呈现下降趋势，但在某个时间又有小幅度的上升。
关于层间剪切强度的实验，已有数种方法被采用，但结合到环境影响因素时，CFRP的层间剪切实验采用的大多是短梁法，而双切口方法等用的较少，并缺少不同实验方法的结果对比。
本工作利用短梁法和双切口法对同一种CFRP进行层间剪切实验，比较这两种方法所测得的实验值和断口形貌在湿热老化条件的影响下的差异，为复合材料老化后层间特性的评估提供依据。
1.1 试样制备T700/TDE-85复合材料层合板由无锡威盛碳纤维有限公司生产，铺层方式是[0°/90°/-45°/45°/0°/90°/-45°/45°]s，共16层，平均每层的厚度为0.1875 mm，纤维的体积分数为60%。
1.2 实验方法1.2.1 吸湿特性实验LRHS-101D-LJS的恒温恒湿试验箱，最大量程为150 ℃，RH98%。
JJ324BC电子天平，测量精度为0.1 mg。
复合材料吸湿特性试验参照ASTM D5229M进行。
将切割好的、表面清洁的短梁和双切口试件放入70 ℃，RH95%的恒温恒湿试验箱中进行吸湿特性实验。
在湿热老化过程中，每隔24 h，取出试样，用纸巾擦干试样表面水分，用电子天平对试件进行一次称重，当试件连续两天的吸湿量小于0.02%即可认为达到吸湿平衡。
试件吸湿量计算公式如式(1)所示。
式中：Mi为试样的吸湿量，%；Gi为试样吸湿后的质量，g；G0为试样初始质量，g。
1.2.2 层间剪切实验选取湿热老化时长为0 h，500 h，1000 h，1500 h和2000 h的试件进行层间剪切实验(层间剪切实验是在常规环境中做的，但将试件从环境试验箱取出立即进行层间剪切实验且所需实验的时间较短，所以在此期间忽略试件水分损耗)。
短梁法测复合材料层间剪切强度参照JC/T 773—2010《纤维增强塑料短梁法测定层间剪切强度试验方法》，跨距为15 mm，加载速率为1.0 mm/min。
短梁法试件形状尺寸如图1(a)所示，实验加载图如图2(a)所示，短梁法层间剪切强度计算公式如式(2)所示。
式中：Fsbs为层间剪切强度，MPa；Pm为破坏载荷或最大载荷，N；b为试样宽度，mm；h为试样厚度，mm。
双切口法测复合材料层间剪切强度参照ASTMD3846-08(R15)，加载速率为1.3mm/min。
双切口法试件形状尺寸如图1(b)所示，实验加载图如图2(b)所示，双切口法层间剪切强度计算公式如式(3)所示。
式中：Fsbs为层间剪切强度，MPa；Pm破坏载荷或最大载荷，N；b为试件宽度，mm；S为试件槽间距，mm。
两个实验均在MTS370.02试验机上完成，进行层间剪切实验时，在每个湿热老化时间测试5个试件，然后取所测实验的平均值。
2.1 吸湿特性分析T700/TDE-85复合材料短梁试件和双切口试件在70 ℃/RH95%湿热条件下的吸湿率随老化时间变化曲线如图3所示。
复合材料吸湿过程分为两个阶段：第一阶段，吸湿率随老化时间的增长而快速增大，并且与老化时间平方根近似满足线性增长关系；第二阶段，吸湿随老化时间增加而缓慢上升，吸湿量增加的也很少。
短梁试件在1369 h左右达到平衡吸湿率，平衡吸湿率为0.74 %，双切口试件在912h左右达到平衡吸湿率，平衡吸湿率为0.79%。
由于碳纤维不吸收水分，所以湿热老化第一阶段的吸湿机理主要是水分子通过树脂基体的扩散，同时也伴随着水分通过树脂基体中的缺陷如孔洞、裂纹等渗透进入基体中和水继续扩散至复合材料的界面处，发生界面毛细作用。
双切口试件拥有两个凹槽，水分更容易进入试件内部，所以双切口试件吸湿的速率要大于短梁试件[11]。
在吸湿过程中，纤维与基体湿膨胀间的不匹配性导致在基体与纤维界面上产生内应力，即溶胀应力[12]，而温度变化将产生热应力。
复合材料因为生产的缺陷，表面的基体带微小的气泡孔，因为微气泡孔的存在从而使水分更容易侵蚀复合材料内部，在热应力和溶胀应力的联合作用下，气泡孔在不断地向外扩张，发生“翘皮”现象，同时深度也在不断加深。
当气泡孔向外扩张到一定程度时，与相邻的气泡孔相交时，从而会形成条状沟壑，随着湿热老化时间的增长，热应力和溶胀应力的联合作用会在复合材料表面形成微观裂纹，即这两种内应力反复作用并达到一定程度时就会引起应力开裂，甚至形成龟裂纹，而含损伤的复合材料在长期湿热环境下将最终形成宏观裂纹[13] ，短梁试件和双切口试件采用的是同一种基体材料，所以试件表面随老化时间增长的变化是相同的，图4所示为短梁试件不同老化时间基体变化。