本文關(guān)鍵詞：三維正交機(jī)織復(fù)合材料熱氧老化后的低速?zèng)_擊響應(yīng)

  更多相關(guān)文章： 三維正交機(jī)織玄武巖/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料 高溫老化 低速?zèng)_擊 裂紋

【摘要】：三維正交機(jī)織物由經(jīng)紗、緯紗和Z紗三個(gè)紗線系統(tǒng)構(gòu)成,且兩兩相互垂直排列,經(jīng)緯紗伸直而Z紗橫貫整個(gè)織物厚度方向?qū)⒔?jīng)緯紗捆綁在一起形成穩(wěn)定織物結(jié)構(gòu)。由三維正交機(jī)織物增強(qiáng)樹(shù)脂形成的三維正交機(jī)織復(fù)合材料因具有較高的面內(nèi)剛度和強(qiáng)度及抵抗分層能力,被用于制造各種主承力件,廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車和能源等工程領(lǐng)域。但復(fù)合材料在加工、儲(chǔ)存和應(yīng)用過(guò)程中,受到不同溫度環(huán)境場(chǎng)影響易發(fā)生老化;同時(shí)復(fù)合材料又經(jīng)常受到各種沖擊載荷作用,全面了解復(fù)合材料在不同老化程度下的動(dòng)態(tài)沖擊行為,對(duì)于構(gòu)件設(shè)計(jì)和使用安全性而言非常必要。本課題通過(guò)真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝(VARTM)制備三維正交機(jī)織玄武巖/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料,研究該復(fù)合材料試件在180℃高溫環(huán)境下老化不同時(shí)間后的結(jié)構(gòu)形態(tài)變化及在Instron Dynatup 9250HV型落錘儀上受到不同沖擊能量后的低速?zèng)_擊響應(yīng)性能,通過(guò)掃描電鏡(scanning electron microscope,SEM)表征復(fù)合材料試件高溫老化后橫截面形態(tài)以及在180℃老化前后的環(huán)氧樹(shù)脂澆注體的紅外分析來(lái)研究三維正交機(jī)織玄武巖/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料在高溫下老化不同時(shí)間的降解機(jī)理。得到如下主要成果和結(jié)論:(1)三維正交機(jī)織玄武巖/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料在180℃下老化不同時(shí)間后,表面形態(tài)和質(zhì)量發(fā)生很大的變化。隨著老化時(shí)間增加,復(fù)合材料試件表面變得不平整,玄武巖纖維逐漸顯露在復(fù)合材料表面,復(fù)合材料的顏色由灰黑色變成黃色并且顏色逐漸加深,由老化前后的環(huán)氧樹(shù)脂澆注體紅外分析可知環(huán)氧樹(shù)脂在熱氧老化作用下發(fā)生了化學(xué)變化;質(zhì)量一直在減小,剛開(kāi)始下降比較快,后來(lái)逐漸趨于緩慢;(2)SEM觀測(cè)結(jié)果表明,隨著老化時(shí)間增加,玄武巖纖維與環(huán)氧樹(shù)脂之間逐漸脫粘,產(chǎn)生裂縫,且裂縫數(shù)量和面積隨著老化時(shí)間增加而增大;(3)在一定沖擊能量下,隨著老化時(shí)間增加,三維正交機(jī)織復(fù)合材料最大承受載荷逐漸下降,載荷-位移曲線斜率下降,彈性性能下降,中心位移和能量吸收增加;在低能量沖擊下,復(fù)合材料破壞形態(tài)逐漸變得不明顯;(4)在相同老化時(shí)間下,隨著沖擊能量增大,三維正交機(jī)織復(fù)合材料最大承受載荷逐漸增加,載荷-位移曲線斜率增大,中心位移逐漸增大,能量吸收減小;復(fù)合材料破壞變形程度增加,失效模式同時(shí)發(fā)生變化,在低能量沖擊下,復(fù)合材料失效模式主要是樹(shù)脂裂紋和纖維與樹(shù)脂脫粘,在高能量沖擊時(shí),失效模式表現(xiàn)為樹(shù)脂裂紋及纖維和樹(shù)脂脫粘,并伴隨有部分纖維斷裂。
【關(guān)鍵詞】：三維正交機(jī)織玄武巖/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料 高溫老化 低速?zèng)_擊 裂紋
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要6-8
• abstract8-12
• 1 緒論12-21
• 1.1 引言12-13
• 1.2 紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料熱氧老化性能研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 濕熱氧老化13-14
• 1.2.2 熱氧老化14-16
• 1.3 紡織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料低速?zèng)_擊性能研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 目前研究存在問(wèn)題18-19
• 1.5 本課題研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.6 研究意義20-21
• 2 三維正交機(jī)織復(fù)合材料21-27
• 2.1 增強(qiáng)相21-22
• 2.2 基體相22-23
• 2.3 三維正交機(jī)織復(fù)合材料制備23-25
• 2.4 纖維體積分?jǐn)?shù)測(cè)定25
• 2.5 三維正交機(jī)織復(fù)合材料加工25-26
• 2.6 本章小結(jié)26-27
• 3 三維正交機(jī)織復(fù)合材料的熱氧老化試驗(yàn)27-36
• 3.1 環(huán)氧樹(shù)脂DMA測(cè)試27-28
• 3.1.1 測(cè)試方法27
• 3.1.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析27-28
• 3.2 環(huán)氧樹(shù)脂紅外分析28-29
• 3.2.1 測(cè)試方法28-29
• 3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析29
• 3.3 熱氧老化試驗(yàn)及結(jié)果分析29-31
• 3.3.1 熱氧老化試驗(yàn)29-30
• 3.3.2 老化形態(tài)變化30
• 3.3.3 質(zhì)量損失30-31
• 3.4 SEM表征31-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 三維正交機(jī)織復(fù)合材料的低速?zèng)_擊試驗(yàn)36-52
• 4.1 試驗(yàn)部分36-39
• 4.1.1 試驗(yàn)裝置36-37
• 4.1.2 試驗(yàn)原理37-39
• 4.2 沖擊試驗(yàn)結(jié)果與分析39-50
• 4.2.1 損傷形貌分析39-43
• 4.2.2 載荷-位移曲線43-47
• 4.2.3 中心位移-時(shí)間曲線47-49
• 4.2.4 能量吸收-時(shí)間曲線49-50
• 4.3 本章小結(jié)50-52
• 5 結(jié)論與展望52-54
• 5.1 研究結(jié)論52-53
• 5.2 展望與不足53-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 攻讀碩士期間發(fā)表文章58-59
• 致謝59

【共引文獻(xiàn)】

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3 梁倩囡;閻建華;;縫合編織復(fù)合材料低速?zèng)_擊以及沖擊后彎曲性能研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2014年07期

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4 梁倩囡;縫合編織復(fù)合材料低速?zèng)_擊及沖擊后彎曲性能研究[D];東華大學(xué);2014年

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7 張福樂(lè);紡織品與復(fù)合材料低速?zèng)_擊性能的標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：1059602