本文選題：碳納米管 + 共同增強復合材料��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2017年碩士論文

【摘要】：碳納米管簡單又近乎完美的分子結構造就了碳納米管優(yōu)異的力學性能,已經越來越廣泛地作為增強相摻加到復合材料中用以增強復合材料的力學性能。對于碳納米管復合材料性質的研究需求也日漸增多,這些研究結果是我們順利利用碳納米管增強相復合材料的關鍵。本文主要嘗試建立了碳納米管碳纖維共同增強復合材料的剛度預報模型并且對損傷演化過程進行表征,主要分實驗,模擬和理論兩三部分。由于復合材料中纖維絲和碳納米管尺寸相差太大,達到了1000多倍,本文采用了將碳納米管和基體混合后的材料等效成一種基體,再和碳纖維混合成纖維增強復合材料的方法來進行研究。實驗上對碳納米管含量分別為0,0.2%,0.5%的碳納米管碳纖維共同增強復合材料進行拉伸,壓縮和剪切實驗。并且測試了不同含量碳納米管的樹脂澆注體的各項力學參數;模擬上用有限元分析軟件ABAQUS分別建立剛度預測模型,并與理論模型的剛度和實驗結果進行對比。并且用ABAQUS表征材料發(fā)生破壞以及損傷演化模型,漸進損傷演化模型的損傷觸發(fā)準則中采用puck準則,損傷演化模型采用指數和線性組合損傷演化模型,編寫vumat子程序,表征材料漸進損傷的過程。本文采用的材料中,纖維型號為T700SC-12000,環(huán)氧樹脂為AG80,這種環(huán)氧樹脂較其他種類的樹脂來說,粘度大,混合碳納米管的過程會比較困難,但也正因為粘度大,固化后的材料的剛度、強度也越大,性能也越好,今后的應用前景也是極好的。
[Abstract]:The simple and almost perfect molecular structure of carbon nanotubes (CNTs) has made carbon nanotubes (CNTs) have excellent mechanical properties, and have been increasingly used as reinforcements to enhance the mechanical properties of composites. The demand for the properties of carbon nanotube composites is increasing. These results are the key to the successful use of carbon nanotube reinforced composites. In this paper, the stiffness prediction model of carbon nanotubes and carbon fiber reinforced composites is established and the damage evolution process is characterized. The model is divided into experimental, simulation and theoretical parts. Because the size difference of fiber filament and carbon nanotube in composite material is too big, it is more than 1000 times. In this paper, the material mixed with carbon nanotube and matrix is equivalent to a kind of matrix. The method of mixing with carbon fiber to form fiber reinforced composites was studied. The tensile compression and shear tests of carbon nanotube carbon fiber reinforced composites with 0.5% carbon nanotube content were carried out experimentally. The mechanical parameters of the resin castable with different contents of carbon nanotubes were tested, and the stiffness prediction models were established by finite element analysis software Abaqus, and compared with the theoretical model and the experimental results. Abaqus is used to characterize material damage and damage evolution model. Puck criterion is used in damage trigger criterion of progressive damage evolution model, and exponential and linear combination damage evolution model is used in damage evolution model. Vumat subroutine is compiled. The process of progressive damage of materials is characterized. Among the materials used in this paper, the fiber type is T700SC-12000 and the epoxy resin is AG80. This kind of epoxy resin is more viscous than other kinds of resins, and the process of mixing carbon nanotubes will be more difficult, but also because of the high viscosity, the stiffness of the cured materials. The greater the strength and the better the performance, the better the future application prospects.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TB332

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本文編號：2098072