隨著增材制造技術的飛速發(fā)展,，3D打印技術在航空航天、汽車,、建筑和醫(yī)療等多個領域得到了廣泛應用,。熔融長絲制造（FFF）作為3D打印技術的重要分支，因其簡單易行,、能夠制造復雜幾何形狀的功能部件,，展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α＝陙?，連續(xù)碳纖維增強熱塑性復合材料因其優(yōu)異的力學性能,、易加工性和可回收性，在工業(yè)應用中越來越受重視,。然而,，目前對連續(xù)碳纖維增強3D打印件的沖擊性能研究相對較-少，尤其是在復雜結構如蜂窩結構中的應用研究仍處于探索階段,。

蜂窩結構作為一種典型的輕量化結構,，因其高比強度和優(yōu)異的力學性能,，在航空航天和汽車領域具有重要應用價值。然而,，蜂窩結構在實際使用中往往需要承受沖擊載荷,，如碰撞或墜落等，因此研究其在沖擊載荷下的力學響應和失效模式具有重要意義,。

落錘沖擊測試作為一種經(jīng)典的力學性能測試方法,，能夠有效評估材料或結構在沖擊載荷下的性能表現(xiàn)，為優(yōu)化設計和工藝參數(shù)提供重要依據(jù),。本文科準測控小編將聚焦于連續(xù)碳纖維增強3D打印蜂窩結構的落錘沖擊性能,，通過實驗和有限元模擬相結合的方法，深入探究其在沖擊載荷下的力學響應和失效模式,。

一,、測試原理

落錘沖擊測試是一種常見的力學性能測試方法，用于評估材料或結構在沖擊載荷下的力學響應和失效模式,。其基本原理是通過讓具有一定質(zhì)量的沖擊器從一定高度自由落體沖擊試樣,，測量沖擊過程中試樣所承受的沖擊力、能量吸收以及變形情況等參數(shù),，從而評估試樣的抗沖擊性能,。在本研究中，通過落錘沖擊系統(tǒng)對連續(xù)碳纖維增強3D打印蜂窩結構進行沖擊測試,，研究其在不同沖擊能量下的力學響應和失效模式,，為優(yōu)化3D打印工藝參數(shù)、提高復合材料結構的沖擊韌性提供理論依據(jù)和技術支持,。

二,、測試相關標準

ASTM D7136/D7136M-19標準規(guī)定了使用落錘沖擊試驗機對聚合物基復合材料進行沖擊試驗的方法，適用于測定復合材料層壓板的耐沖擊性能,。

此外,，ISO 6603-1:2006和ISO 6603-2:2006標準也對塑料材料的沖擊性能測試提供了指導，分別適用于不同類型的沖擊試驗設備和試驗方法,。

三,、測試儀器

1、KZ-ITM-6350落錘沖擊試驗機

A,、設備介紹

該試驗機主要用于檢測材料在動負荷下沖擊性能,、抗沖擊性能及試樣的損壞。試驗方法是彈簧加速沖擊,，測量試樣在沖擊過程中的受力和變形,，觀察試樣損壞情況，例如試樣撓曲,、開裂和斷裂,。能夠通過軟件數(shù)據(jù)分析,，得到?jīng)_擊力、沖擊能量,、沖擊速度,、材料吸收能量及損傷耗散能量、損傷臨界點,。

四,、測試流程

步驟一、試樣制備：選擇1K連續(xù)碳纖維（HTA 40, Toho Tenax Co., Ltd, Japan）作為增強相,，PLA（FlashForge, Hangzhou, Zhejiang, China）作為基體,，按照設定的工藝參數(shù)（H=0.3mm; W=1.5mm; T=210℃; V=100mm/min-1; Tp=50℃）制備蜂窩結構樣件。

步驟二,、試樣安裝：將制備好的蜂窩結構試樣安裝在落錘沖擊系統(tǒng)的測試平臺上,，確保試樣與沖擊器的接觸面平整且垂直于沖擊方向。

步驟三,、測試參數(shù)設置：根據(jù)研究需求,，設置不同的沖擊能量級別,，通過調(diào)整沖擊器的下落高度來實現(xiàn),。同時，設置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率和記錄時間,，以確保能夠準確記錄沖擊過程中的力學響應,。

步驟四、沖擊測試：啟動落錘沖擊系統(tǒng),，讓沖擊器從設定高度自由落體沖擊試樣,，記錄沖擊過程中的力-時間曲線和能量-時間曲線。

步驟五,、結果記錄與分析：測試完成后,，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取沖擊力、能量吸收,、變形等參數(shù),，分析試樣的力學響應和失效模式。同時,，利用有限元仿真模型對實驗結果進行驗證和補充分析,，深入探究連續(xù)碳纖維增強3D打印蜂窩結構在沖擊載荷下的力學行為。

步驟六,、對比實驗：為了更好地展示連續(xù)碳纖維增強蜂窩的抗沖擊性能,，將增強蜂窩與未增強蜂窩的實驗結果進行對比，保持蜂窩結構相對密度一致,，分析連續(xù)碳纖維增強對蜂窩結構抗沖擊性能的提升效果,。

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