FRP/金屬疊層板具有強度高、耐疲勞和抗沖擊性等特點,在航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而由于復(fù)合材料面板與金屬基底性能差異很大,同時兩者之間通過粘接方式連接,造成界面性能較弱,導(dǎo)致在其在制造與使用的過程中經(jīng)常出現(xiàn)層間分層損傷,引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞與失效。因此,開展提升FRP/金屬疊層板粘接強度的研究具有十分重要的工程意義。本文首先通過對復(fù)合材料面板的制備與金屬基底的加工,制備出具有不同金屬表面粗糙度的FRP/金屬單搭接試件,研究FRP/金屬疊層板在拉伸載荷作用下的力學(xué)性能,得到金屬基底的表面粗糙度與拉伸載荷之間的關(guān)系。其次通過對芳綸短纖維薄膜的制備,在FRP/金屬疊層板界面添加芳綸短纖維層進行增韌,以獲得良好的界面粘接韌性和整體的結(jié)構(gòu)性能。在非對稱雙懸臂梁試驗的基礎(chǔ)上,分別研究了芳綸短纖維與金屬表面粗糙度對FRP/金屬疊層板界面增韌的影響。選用臨界能量釋放率Gc作為判斷依據(jù),分析了芳綸短纖維增韌與金屬表面粗糙度分別作用下的層間裂紋擴展行為。最后通過光學(xué)觀測,研究了芳綸短纖維增韌界面的微觀力學(xué)與增韌機理,解釋了芳綸短纖維增韌對FRP/金屬層合板結(jié)構(gòu)性能的影響。 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 FRP/金屬疊層板結(jié)構(gòu)組成
        1.2.1 各組分材料
    1.3 FRP/金屬疊層板粘接機理研究進展
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容及意義
2 FRP/金屬疊層板粘接機理
    2.1 前言
    2.2 粘接理論和機理
        2.2.1 機械互鎖理論
        2.2.2 表面潤濕與吸附理論
        2.2.3 其他粘接理論
    2.3 表面粗糙度對粘接強度的影響機理
    2.4 表面形貌的評定
        2.4.1 表面粗糙度的二維評定
        2.4.2 表面粗糙度的三維評定
    2.5 短纖維增韌機理
    2.6 小結(jié)
3 具有不同金屬表面粗糙度的FRP/金屬疊層板力學(xué)行為研究
    3.1 前言
    3.2 復(fù)合材料單搭接構(gòu)件制備
        3.2.1 試件尺寸與設(shè)計
        3.2.2 玻璃纖維增強樹脂基復(fù)合材料制備
        3.2.3 不同表面粗糙度的金屬基底制備
        3.2.4 試件組裝與加壓固化
    3.3 FRP/金屬疊層板構(gòu)件在拉伸載荷下的力學(xué)性能
        3.3.1 試驗裝置與方法
        3.3.2 位移-載荷曲線與破壞模式
    3.4 小結(jié)
4 具有短纖增韌的FRP/金屬疊層板力學(xué)行為研究
    4.1 前言
    4.2 短纖維材料力學(xué)性能
    4.3 短纖維薄膜的制備工藝
        4.3.1 短纖維的制備
        4.3.2 短纖維的分離以及短纖維薄膜的制備
    4.4 具有短纖維增韌的FRP/金屬疊層板的制備工藝
        4.4.1 試件設(shè)計與尺寸
        4.4.2 試件材料體系與參數(shù)
        4.4.3 試驗裝置與方法
    4.5 界面能量釋放率測試結(jié)果與討論
        4.5.1 典型的位移-載荷曲線
        4.5.2 典型的表面粗糙度-臨界載荷散點圖
        4.5.3 界面臨界能量釋放率
        4.5.4 增韌機理與界面分析
    4.6 小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]碳纖維夾芯材料/結(jié)構(gòu)界面破壞及界面增韌的多尺度研究[D]. 孫直.大連理工大學(xué) 2014
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本文編號：3048959