纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在整個(gè)服役周期內(nèi)會(huì)遇到各種不同溫度環(huán)境。復(fù)合材料界面性質(zhì)是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),研究溫度對(duì)復(fù)合材料界面性質(zhì)的影響將為復(fù)合材料在不同溫度環(huán)境下的服役設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文以碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料為研究對(duì)象,采用束纖維抽拔方法,獲得在20℃、50℃、80℃、110℃、140℃環(huán)境溫度下的抽拔載荷-位移曲線。結(jié)合環(huán)氧樹脂動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性質(zhì)和抽拔斷口電鏡照片,通過數(shù)值計(jì)算模擬,研究溫度對(duì)碳纖維/環(huán)氧樹脂界面抽拔失效模式和界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響,揭示界面抽拔失效機(jī)理。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得到如下結(jié)論:（1）采用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析（dynamic thermo-mechanical analysis,DMA）方法測(cè)試得到環(huán)氧樹脂玻璃化溫度Tg約為110℃,超過Tg時(shí)環(huán)氧樹脂力學(xué)性能急劇大幅下降。環(huán)氧樹脂DMA時(shí)間掃描曲線表明:環(huán)氧樹脂在同一溫度下加熱1小時(shí),其力學(xué)性能變化不大。（2）通過建立碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料試件全尺寸模型,結(jié)合有限元方法數(shù)值模擬試件傳熱過程,確定試件在指定溫度下達(dá)到熱平衡所需時(shí)間。（3）碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料抽拔破壞失效在不同溫度下有不同形式。較低溫度下是界面脫粘主導(dǎo)失效... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：55 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料界面研究現(xiàn)狀
        1.2.1 碳纖維界面控制
        1.2.2 界面粘結(jié)強(qiáng)度表征
    1.3 溫度對(duì)復(fù)合材料界面性能影響
    1.4 纖維抽拔實(shí)驗(yàn)有限元模擬
    1.5 目前問題
    1.6 本文主要內(nèi)容
第二章 試件制備與性能測(cè)試
    2.1 復(fù)合材料抽拔試件制備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.3 試件制備
    2.2 體積分?jǐn)?shù)測(cè)試
    2.3 環(huán)氧樹脂DMA測(cè)試
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
        2.3.2 測(cè)試方法
        2.3.3 測(cè)試結(jié)果與分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 復(fù)合材料試件傳熱分析
    3.1 參數(shù)確定
    3.2 有限元模型
    3.3 傳熱結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料界面性能溫度效應(yīng)
    4.1 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
    4.2 測(cè)試方法
        4.2.1 不同溫度場(chǎng)下碳纖維束/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料抽拔試驗(yàn)
        4.2.2 不同溫度下碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料斷面掃描
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料抽拔試驗(yàn)失效模式
        4.3.2 不同溫度下碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料破壞臨界載荷及拔出位移
    4.4 本章小結(jié)
第五章 界面抽拔失效機(jī)理數(shù)值模擬
    5.1 CZM模型
    5.2 有限元建模過程
        5.2.1 幾何模型
        5.2.2 材料模型
        5.2.3 設(shè)置分析步
        5.2.4 設(shè)定接觸條件
        5.2.5 設(shè)置邊界與加載條件
        5.2.6 劃分網(wǎng)格
    5.3 有限元計(jì)算結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表文章
致謝



本文編號(hào)：2906992