連續(xù)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異,在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。然而復(fù)合材料構(gòu)件的性能在使用過(guò)程中難免遭受各種外力影響,對(duì)低速?zèng)_擊尤為敏感。因此,復(fù)合材料層合板的低速?zèng)_擊后的損傷及其剩余強(qiáng)度問(wèn)題具有很高的研究?jī)r(jià)值。隨著材料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的納米增強(qiáng)相被用于提高復(fù)合材料各項(xiàng)力學(xué)性能。本文將不同體積分?jǐn)?shù)的二氧化硅納米顆粒引入連續(xù)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的樹脂基體,對(duì)形成的微納米多相復(fù)合材料層合板的低速?zèng)_擊后剩余壓縮強(qiáng)度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,通過(guò)比較沖擊后的荷載時(shí)程曲線、能量時(shí)程曲線和荷載位移曲線,分析了納米顆粒的加入對(duì)于微納米多相復(fù)合材料層合板抗沖擊性能的影響。利用超聲探傷技術(shù)對(duì)層合板內(nèi)部形成的沖擊損傷區(qū)域進(jìn)行定量表征,探究了沖擊損傷區(qū)域的形狀規(guī)律,總結(jié)了損傷區(qū)域的尺寸隨層合板厚度、沖擊能量和納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的變化規(guī)律。在低速?zèng)_擊后的層合板試件的剩余壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)中,利用數(shù)字圖像相關(guān)方法對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的層合板損傷區(qū)域的應(yīng)變場(chǎng)進(jìn)行了準(zhǔn)確測(cè)量,基于高速攝影機(jī)追蹤了層合板壓縮破壞時(shí)的裂紋擴(kuò)展過(guò)程,對(duì)沖擊后壓縮試驗(yàn)中層合板損傷區(qū)域的應(yīng)變場(chǎng)演化進(jìn)行了分析。最后通過(guò)有限元仿真的方法建立起復(fù)合材料層合板受到?jīng)_擊后損傷區(qū)域和沖擊后層合板剩余壓縮強(qiáng)度之間的聯(lián)系,利用損傷區(qū)域定量化表征的方法,發(fā)展了層合板的剩余壓縮強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到良好的一致性。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文將按照表 2-2 的配比配好的試劑攪拌均勻后，樹脂置于真空器皿中抽氣半個(gè)小時(shí)，去除試劑中殘余氣泡后進(jìn)行固化。固化分為前固化和后固化，前固化為 60℃加熱 480min然后繼續(xù)在烘箱中升溫至 100℃保持 120 分鐘；后固化在烘箱中 150℃保持 300 分鐘。本實(shí)驗(yàn)制作碳纖維復(fù)合材料所使用的工藝基礎(chǔ)是真空輔助樹脂傳遞模塑工藝[78]，簡(jiǎn)稱VARTM，原理如圖2-1，該工藝的成品具有較好的質(zhì)量（孔隙率低，纖維含量高等），同時(shí)，該工藝適用于質(zhì)量要求高、小批量和尺寸較大的制品，因此常被實(shí)驗(yàn)室用于制造碳纖維復(fù)合材料層合板。由于本文中制備的層合板是[45/0/-45/90]2S的鋪層方式，所以與傳統(tǒng)的VARTM工藝有所不同的是，本文采用兩進(jìn)兩出的真空輔助樹脂模塑工藝，如圖2-2所示。

制備[45/0/-45/90]

升溫至100℃保持120分鐘；后固化在烘箱中150℃保持300分鐘。前固化完成后，需要將層合板從模具中取下來(lái)以后，拆掉導(dǎo)流網(wǎng)、脫模布和真空膜再放進(jìn)去進(jìn)行后固化。最終后固化后成型的樣品如圖2-3所示；
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本文編號(hào)：2849709