【摘 要】
:
碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料管件结构力学性能受其内部细微缺陷的影响。对前期经历过恒温蠕变(+25℃、+60℃、+100℃)和温度循环蠕变试验(-60℃~+100℃)的CFRP管件,开展准静态弯曲加载测试和微观观测研究,分析细观缺陷对管件弯曲性能的影响。在此基础上,对CFRP管件中的基体微裂纹和微孔洞开展理论建模,建立包含特定微裂纹密度和孔隙率的复合材料层合结构本构关系。以基体裂纹和平面圆形
【机 构】
:
西安交通大学航天航空学院,西安710049
论文部分内容阅读
碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料管件结构力学性能受其内部细微缺陷的影响。对前期经历过恒温蠕变(+25℃、+60℃、+100℃)和温度循环蠕变试验(-60℃~+100℃)的CFRP管件,开展准静态弯曲加载测试和微观观测研究,分析细观缺陷对管件弯曲性能的影响。在此基础上,对CFRP管件中的基体微裂纹和微孔洞开展理论建模,建立包含特定微裂纹密度和孔隙率的复合材料层合结构本构关系。以基体裂纹和平面圆形孔洞为例,分析了两种细观缺陷对材料刚度性能的影响,与文献中的实验结果对比表明,上述损伤模型能够预测由于微裂纹和微孔洞引起的材料刚度性能下降。进而以微裂纹密度和孔隙率为内变量,建立兼顾微观损伤响应和宏观性能表征的CFRP管件力学性能分析模型,运用有限元方法计算CFRP管件弯曲模量和弯曲强度,结果表明,该模型能够有效预测CFRP管件由蠕变损伤导致的弯曲性能变化。
其他文献
针对碳纤维增强树脂基单向复合材料横向(垂直纤维方向)力学性能低的问题,研究碳纳米管(CNTs)对复合材料改性效果.采用了直接共混工艺制备碳纳米管(CNTs)/碳纤维增强树脂基复合材料,并对其横向弯曲性能进行测试,采用场发射扫描电镜表征复合材料内部CNTs/碳纤维/树脂之间界面微观形貌.结果 表明:CNTs含量为0.3wt%时,复合材料性能提升效果最好,与未添加CNTs时相比,材料内部CNTs/碳纤
分别利用材料万能试验机和SEM研究了树脂含量对PBO纤维复合材料界面粘接性能的影响,采用Φ66mm圆管轴向压缩强度和Φ150mm容器特性系数(PV/W)表征树脂含量对PBO纤维复合材料轴向压缩性能和内压性能的影响.结果 表明,PBO纤维复合材料的界面粘接性能随着树脂含量增加逐渐得到提高和改善,但是当树脂基体含量增加到40.5%时,PBO纤维复合材料的层间剪切强度又开始降低,界面粘接性能下降;PBO
本文采用一步全水发泡法制备添加磁性颗粒(羰基铁粉)的聚氨酯泡沫。在发泡过程中施加150mT的磁场,磁颗粒沿着外加磁场方向排列成链状有序结构,得到各向异性磁性聚氨酯泡沫(Magnetic Polyurethane Foams,MPFs)。磁性颗粒链结构的形成影响MPFs的微观形貌、宏观力学和声学形貌。通过SEM观测MPFs的表面形貌及颗粒链结构,利用Image Pro-plus软件和统计学方法分析M
采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO2,并通过加入硅烷偶联剂1,1,3,3-四甲基二硅烷对纳米SiO2进行硅烷化,用硅烷化后的纳米SiO2对酚醛树脂进行改性。并采用FT-IR、TGA/FT-IR、游离酚、羟甲基含量的测定等对酚醛树脂的性能进行表征和检测。测试结果表明,改性后的酚醛树脂成功引入硅烷化的纳米二氧化硅,并与树脂发生了化学交联反应,形成Si-O-Si和Si-O键。游离酚测试结果显示,随着纳米二氧
本文以桐油酸增韧环氧树脂,研究了不同桐油酸含量对环氧树脂力学性能及热力学性能的影响。研究结果表明,桐油酸的加入引入了柔性链段,并且降低了交联密度,从而有效提高环氧树脂的韧性。但同时由于交联密度的降低,导致了较低的玻璃化转变温度。
以实验室自制的两种酸酐固化剂N,N-间苯撑双马来酰亚胺型桐油聚酰亚胺酸酐(HVAT酸酐)与N,N-4,4-二苯甲烷双马来酰亚胺型桐油聚酰亚胺酸酐(BMIT酸酐)为中高温固化剂,对桐油聚酰亚胺酸酐/环氧树脂的力学性能、热稳定性进行了考察,研究了两种酸酐作为环氧固化剂对复合材料的增强及提高耐热性的效果,并与桐油酸酐(TOA)/环氧树脂固化体系进行比较.结果 表明:桐油聚酰亚胺酸酐固化体系的拉伸强度分别
石墨烯凭借自身优异的力学、导电和导热性能,是一种优异的复合材料填充物.但石墨烯本身难以官能化,使其将石墨烯均匀、高质量的填充到聚合物中仍然是一个挑战.在文中采用喷雾干燥法将石墨烯和橡胶水溶液混合后喷出,得到具有优异导电和导热性能的石墨烯/橡胶复合材料.对填充石墨烯的橡胶复合材料导电导热和电磁吸波性能进行了研究,报道了填充16.7 wt%石墨烯的石墨烯/橡胶复合材料导电达到22.4 S/m,导热为2
为了研究聚氨酯对环氧复合材料在低温下的力学性能的影响,本实验通过控制聚氨酯接枝环氧在树脂体系的含量,研究了在室温及低温条件下,树脂浇铸体的拉伸强度,弯曲强度以及单向复合材料的弯曲强度随聚氨酯接枝环氧的含量的变化。实验发现,当聚氨酯接枝环氧的含量为30%时,树脂浇铸体及其单向复合材料具有较为优异的力学性能。
本文采用连续纤维增强复合材料增材制造(3D打印)技术,通过试验方法研究了3D打印连续碳纤维增强尼龙基复合材料的力学性能.首先,利用3D打印机打印了纯尼龙拉伸试件,并通过拉伸试验研究得知,3D打印纯尼龙材料的杨氏模量约为420.43MPa,泊松比约为0.48.其次,通过3D打印制备出不同铺层角度的连续碳纤维增强尼龙基复合材料试件:包括0°铺层、90°铺层和±45°铺层的试件,并对其进行了拉伸试验.其
三维编织复合材料由于其轻质高承载的力学特性,应用范围十分广阔,能够建立一个准确分析和评估其力学性能的模型,具有重要意义。三维编织复合材料由于其细观结构的复杂性及组分力学性能的不确定性,对其强度及损失分析一直是研究的难点。针对三维编织复合材料复杂的损伤演化和破坏过程,提出了一种渐进损伤分析模型。该模型在细观尺度下考虑了纤维束内纤维的断裂、纤维间的开裂和基体断裂等多种破坏模式,并考虑了基体的塑性与损失