發(fā)布時(shí)間：2019-08-24 17:30

【摘要】：相比于傳統(tǒng)的材料,復(fù)合材料因其高比強(qiáng)度和高比剛度等特點(diǎn),被廣泛地運(yùn)用在各個(gè)領(lǐng)域中,例如先進(jìn)的復(fù)合材料在超音速飛機(jī)、高速列車和水下核潛艇等高溫高壓環(huán)境中的應(yīng)用。隨著復(fù)合材料的使用環(huán)境越來越惡劣,環(huán)境中的振動(dòng)、噪聲和沖擊對(duì)復(fù)合材料的影響也越來越不容忽視,這些不良因素是導(dǎo)致復(fù)合材料結(jié)構(gòu)疲勞與損傷、安全壽命縮短的最直接原因,因此掌握復(fù)合材料的內(nèi)在阻尼機(jī)制就十分必要。復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)粘彈性是反映材料內(nèi)在阻尼的重要力學(xué)特性參數(shù),為了了解復(fù)合材料的內(nèi)在阻尼機(jī)制,對(duì)于復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)粘彈性的掌握以及對(duì)其進(jìn)行快速而有效的評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。本文旨在提出復(fù)合材料動(dòng)態(tài)粘彈性的無損評(píng)價(jià)的方法以及開展復(fù)合材料動(dòng)態(tài)粘彈性無損評(píng)價(jià)的應(yīng)用。首先,本文對(duì)課題的研究背景以及與課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹。介紹了材料動(dòng)態(tài)粘彈性的動(dòng)態(tài)力學(xué)分析(DMA)、超聲水浸透射法和接觸式超聲脈沖反射法等評(píng)價(jià)方法,但是,由于這些評(píng)價(jià)方法都需要與實(shí)驗(yàn)材料接觸,所以在評(píng)價(jià)過程中會(huì)對(duì)材料造成污染甚至損害等問題。為了解決上述的問題,本文結(jié)合空氣耦合超聲非接觸和非浸入等特點(diǎn),應(yīng)用空氣耦合超聲方式來實(shí)現(xiàn)材料動(dòng)態(tài)粘彈性的評(píng)價(jià)。其次,開展了空氣耦合超聲對(duì)材料動(dòng)態(tài)粘彈性評(píng)價(jià)的方法理論研究。根據(jù)材料粘彈性和空氣耦合超聲檢測(cè)技術(shù)的理論,在超聲水浸透射評(píng)價(jià)法和接觸式超聲脈沖反射評(píng)價(jià)法的基礎(chǔ)上,以損耗角正切值作為動(dòng)態(tài)粘彈性評(píng)價(jià)參數(shù),提出了兩種材料動(dòng)態(tài)粘彈性空氣耦合超聲評(píng)價(jià)方法,即空氣耦合超聲穿透法和空氣耦合超聲,從而為檢測(cè)評(píng)價(jià)方法的研究提供了理論基礎(chǔ)。再次,為了驗(yàn)證空氣耦合超聲穿透法與表面法對(duì)材料動(dòng)態(tài)粘彈性評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性,將橡膠材料作為實(shí)驗(yàn)材料,分別通過接觸式超聲脈沖反射法和空氣耦合超聲評(píng)價(jià)法對(duì)其動(dòng)態(tài)粘彈性進(jìn)行評(píng)價(jià),然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了通過空氣耦合超聲法對(duì)材料動(dòng)態(tài)粘彈性的評(píng)價(jià)是可行的。最后,開展了復(fù)合材料動(dòng)態(tài)粘彈性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)研究,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),制作了一批碳纖維復(fù)合材料試樣,分別通過空氣耦合超聲穿透法和表面法對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),得到了碳纖維復(fù)合材料動(dòng)態(tài)粘彈性的評(píng)價(jià)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:空氣耦合超聲穿透法能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合材料動(dòng)態(tài)粘彈性的評(píng)價(jià),而空氣耦合超聲表面法只能評(píng)價(jià)復(fù)合材料中表面材料的動(dòng)態(tài)粘彈性,不能評(píng)價(jià)整個(gè)復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)粘彈性。本文所做的研究工作為復(fù)合材料動(dòng)態(tài)粘彈性的無損評(píng)價(jià)研究提供了有益的參考。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33

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本文編號(hào)：2529090