复合材料吸-脱湿及力学性能老化研究

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环境温度、湿度对树脂基复合材料的长期性能有显著影响,因此湿热老化研究是复合材料的耐久性评估的基础。本论文从试验、理论、数值模拟等方面研究了一种纯树脂及复合材料在不同环境条件下的吸湿及力学性能变化。主要的工作包括:  (1)制备了一种环氧树脂(WSR618)浇注体试验件以及同树脂体系的玻纤和碳纤单向复合材料试验件(UD);对这三种试验件在不同温度、不同盐度条件下进行了吸湿试验,得到了UD的吸湿模型参数对应盐度的规律。  (2)建立了分析UD等效湿扩散系数的细观有限元和理论模型,模型考虑了纤维/基体界面相的影响,用上述试验确定了模型中的参数。  (3)研究了上述三种试验件在自然条件(室内和室外)和实验室加速条件下的强度和模量的老化,得了其强度退化在加速条件下与自然状态下的基于环境当量的对应关系。  (4)研究了上述三种试验件在不同盐溶液浓度下(温度恒定为70℃)的吸脱湿过程,得到了饱和吸湿量及吸湿率等参数随盐浓度以及吸/脱湿循环次数的变化规律,并研究了强度随吸/脱湿循环次数变化情况(只考了虑盐度为的零条件)。并建立了 UD湿扩散细观有限元模型模拟了整个循环吸脱湿过程。
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