T700/BMI孔隙率檢測及孔隙形貌特征分形研究
發(fā)布時間:2021-06-16 18:49
隨著碳纖維制造成本的迅速降低,綜合性能優(yōu)異的碳纖維增強樹脂基復合材料(復合材料)在各個領(lǐng)域得到越來越廣泛的應用。但復合材料在制備過程中不可避免地產(chǎn)生孔隙,且孔隙含量和孔隙形貌(長度、寬度、形狀、面積)都會對復合材料的力學性能產(chǎn)生不同程度的影響。本研究采用模壓法制備了多批次不同鋪層方式、鋪層厚度的復合材料層壓板;用超聲C掃描法檢測了制備的復合材料層壓板的聲衰減情況;選取衰減均勻區(qū)域作為僅含孔隙缺陷區(qū)域,用來制備孔隙檢測試樣;用顯微照相法檢測了復合材料層壓板孔隙率;用光學顯微鏡和場發(fā)射電子顯微鏡觀察了孔隙形貌,并對孔隙形貌用統(tǒng)計學原理和分形理論進行了分析研究。超聲C掃描法檢測復合材料層壓板衰減系數(shù),顯微照相法測定復合材料層壓板孔隙率發(fā)現(xiàn):鋪層方式和鋪層厚度(層數(shù))對衰減系數(shù)和孔隙率會產(chǎn)生一定的影響。正交鋪層復合材料層壓板的衰減系數(shù)和孔隙率大于單向鋪層復合材料層壓板;復合材料層壓板的孔隙率與衰減系數(shù)、鋪層層數(shù)呈正相關(guān),孔隙率與衰減系數(shù)之間的關(guān)系為:P=-9.21+5.34α-0.55α2、孔隙率與鋪層層數(shù)(f)之間的關(guān)系為:P=0.12+5.88×10-4
【文章來源】:南昌航空大學江西省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 前言
1.1.1 雙馬來酰亞胺概述
1.1.2 碳纖維/雙馬來酰亞胺復合材料概述
1.2 國內(nèi)外復合材料孔隙研究現(xiàn)狀
1.2.1 孔隙的形成因素
1.2.2 孔隙的檢測
1.2.3 孔隙形貌特征研究
1.2.4 孔隙對性能的影響
1.3 分形理論在材料中的應用及研究現(xiàn)狀
1.3.1 分形及分形維數(shù)
1.3.2 材料的分形及孔隙研究簡介
1.4 本課題研究目的和意義
1.5 研究方案和主要內(nèi)容
1.5.1 研究方案
1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 層壓板的制備及超聲C掃描
2.1 前言
2.2 層壓板的制備
2.2.1 實驗儀器
2.2.2 模壓法制備層壓板
2.3 超聲C掃描檢測層壓板
2.3.1 檢測材料
2.3.2 檢測步驟
2.3.3 檢測結(jié)果
2.4 復合材料層壓板試樣的機械加工
2.5 孔隙檢測試樣的機械加工
第3章 顯微照相法檢測復合材料層壓板孔隙
3.1 前言
3.2 檢測材料
3.3 顯微照相法
3.3.1 實驗儀器
3.3.2 操作步驟
3.4 結(jié)果與分析
3.4.1 超聲C掃描結(jié)果
3.4.2 顯微照相法結(jié)果
3.5 孔隙率與衰減系數(shù)的關(guān)系
3.6 本章小結(jié)
第4章 場發(fā)射電子顯微鏡觀察孔隙形貌
4.1 前言
4.2 檢測材料
4.3 場發(fā)射電子顯微鏡
4.3.1 實驗儀器
4.3.2 操作步驟
4.4 場發(fā)射電子顯微鏡觀察結(jié)果與分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 復合材料層壓板孔隙形貌統(tǒng)計分析
5.1 前言
5.2 實驗結(jié)果與分析
5.2.1 場發(fā)射電子顯微鏡的孔隙形貌
5.2.2 光學顯微鏡的孔隙形貌
5.3 本章小結(jié)
第6章 基于分形理論的孔隙形貌分析研究
6.1 前言
6.2 孔隙形貌分形維數(shù)
6.2.1 分形維數(shù)
6.2.2 盒維數(shù)
6.2.3 盒維數(shù)的計算過程
6.3 孔隙形貌盒維數(shù)計算結(jié)果
6.3.1 場發(fā)射電子顯微鏡孔隙形貌分形維數(shù)的計算
6.3.2 光學顯微鏡孔隙形貌分形維數(shù)的計算
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
7.1 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加科研情況
一、攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及申請的專利
二、攻讀碩士學位期間參加科研情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不規(guī)則孔隙對復合材料橫向拉伸力學性能的影響[J]. 李波,趙美英,萬小朋. 復合材料學報. 2019(02)
[2]分形幾何的起源——魏爾斯特拉斯函數(shù)[J]. 江南,曲安京,李斐. 科學技術(shù)哲學研究. 2018(01)
[3]航空復合材料孔隙率的超聲波衰減法檢測[J]. 沈洋,游泳,郭治文,張國才,邢秀文,謝小榮. 無損檢測. 2017(10)
[4]孔隙率對復合材料單向板橫向力學性能的影響[J]. 李波,萬小朋,趙美英. 玻璃鋼/復合材料. 2017(06)
[5]碳纖維復合材料層合板壓縮性能的相關(guān)影響因素[J]. 吳莎,劉建超,廖英強. 材料科學與工藝. 2017(03)
[6]固化爐成型復合材料孔隙率超聲檢測方法研究[J]. 郭治文,施曉春,沈洋,陶明高,周松蔚. 航空制造技術(shù). 2017(05)
[7]非熱壓罐成型低孔隙率復合材料技術(shù)研究進展[J]. 楊茂偉,劉建,劉振濮,王志強. 宇航材料工藝. 2016(06)
[8]復合材料孔隙形成機理、影響機制及實驗表征(英文)[J]. 李樹健,湛利華,陳蓉,曾理然,周源琦. 稀有金屬材料與工程. 2016(09)
[9]碳纖維增強樹脂基復合材料孔隙率檢測方法的分析比較[J]. 文瓊?cè)A,孟江燕,龔楚,文友誼,李博,熊鴻建,彭亮紅. 玻璃鋼/復合材料. 2016(07)
[10]復合材料孔隙含量超聲多參量評價方法研究[J]. 陸銘慧,李沛芮,王旭. 玻璃鋼/復合材料. 2016(03)
博士論文
[1]碳/碳復合材料微細觀結(jié)構(gòu)的表征及對有效性能的影響研究[D]. 闞晉.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[2]孔隙對碳/環(huán)氧復合材料層壓板性能的影響與評價研究[D]. 朱洪艷.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]碳/碳復合材料剛度與強度預測模型研究[D]. 袁輝.南京航空航天大學 2009
碩士論文
[1]三種碳纖維復合材料孔隙率分析檢測的對比研究[D]. 龔楚.南昌航空大學 2016
[2]孔隙對碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料疲勞性能的影響研究[D]. 楊蕤.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]碳纖維復合材料孔隙幾何形貌定量分析與研究[D]. 田宏濤.大連理工大學 2010
[4]分形理論在木材斷裂研究中的應用[D]. 韓天香.東北林業(yè)大學 2005
[5]分形算法與應用研究[D]. 袁杰.哈爾濱工程大學 2002
本文編號:3233596
【文章來源】:南昌航空大學江西省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 前言
1.1.1 雙馬來酰亞胺概述
1.1.2 碳纖維/雙馬來酰亞胺復合材料概述
1.2 國內(nèi)外復合材料孔隙研究現(xiàn)狀
1.2.1 孔隙的形成因素
1.2.2 孔隙的檢測
1.2.3 孔隙形貌特征研究
1.2.4 孔隙對性能的影響
1.3 分形理論在材料中的應用及研究現(xiàn)狀
1.3.1 分形及分形維數(shù)
1.3.2 材料的分形及孔隙研究簡介
1.4 本課題研究目的和意義
1.5 研究方案和主要內(nèi)容
1.5.1 研究方案
1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 層壓板的制備及超聲C掃描
2.1 前言
2.2 層壓板的制備
2.2.1 實驗儀器
2.2.2 模壓法制備層壓板
2.3 超聲C掃描檢測層壓板
2.3.1 檢測材料
2.3.2 檢測步驟
2.3.3 檢測結(jié)果
2.4 復合材料層壓板試樣的機械加工
2.5 孔隙檢測試樣的機械加工
第3章 顯微照相法檢測復合材料層壓板孔隙
3.1 前言
3.2 檢測材料
3.3 顯微照相法
3.3.1 實驗儀器
3.3.2 操作步驟
3.4 結(jié)果與分析
3.4.1 超聲C掃描結(jié)果
3.4.2 顯微照相法結(jié)果
3.5 孔隙率與衰減系數(shù)的關(guān)系
3.6 本章小結(jié)
第4章 場發(fā)射電子顯微鏡觀察孔隙形貌
4.1 前言
4.2 檢測材料
4.3 場發(fā)射電子顯微鏡
4.3.1 實驗儀器
4.3.2 操作步驟
4.4 場發(fā)射電子顯微鏡觀察結(jié)果與分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 復合材料層壓板孔隙形貌統(tǒng)計分析
5.1 前言
5.2 實驗結(jié)果與分析
5.2.1 場發(fā)射電子顯微鏡的孔隙形貌
5.2.2 光學顯微鏡的孔隙形貌
5.3 本章小結(jié)
第6章 基于分形理論的孔隙形貌分析研究
6.1 前言
6.2 孔隙形貌分形維數(shù)
6.2.1 分形維數(shù)
6.2.2 盒維數(shù)
6.2.3 盒維數(shù)的計算過程
6.3 孔隙形貌盒維數(shù)計算結(jié)果
6.3.1 場發(fā)射電子顯微鏡孔隙形貌分形維數(shù)的計算
6.3.2 光學顯微鏡孔隙形貌分形維數(shù)的計算
6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
7.1 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加科研情況
一、攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及申請的專利
二、攻讀碩士學位期間參加科研情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]不規(guī)則孔隙對復合材料橫向拉伸力學性能的影響[J]. 李波,趙美英,萬小朋. 復合材料學報. 2019(02)
[2]分形幾何的起源——魏爾斯特拉斯函數(shù)[J]. 江南,曲安京,李斐. 科學技術(shù)哲學研究. 2018(01)
[3]航空復合材料孔隙率的超聲波衰減法檢測[J]. 沈洋,游泳,郭治文,張國才,邢秀文,謝小榮. 無損檢測. 2017(10)
[4]孔隙率對復合材料單向板橫向力學性能的影響[J]. 李波,萬小朋,趙美英. 玻璃鋼/復合材料. 2017(06)
[5]碳纖維復合材料層合板壓縮性能的相關(guān)影響因素[J]. 吳莎,劉建超,廖英強. 材料科學與工藝. 2017(03)
[6]固化爐成型復合材料孔隙率超聲檢測方法研究[J]. 郭治文,施曉春,沈洋,陶明高,周松蔚. 航空制造技術(shù). 2017(05)
[7]非熱壓罐成型低孔隙率復合材料技術(shù)研究進展[J]. 楊茂偉,劉建,劉振濮,王志強. 宇航材料工藝. 2016(06)
[8]復合材料孔隙形成機理、影響機制及實驗表征(英文)[J]. 李樹健,湛利華,陳蓉,曾理然,周源琦. 稀有金屬材料與工程. 2016(09)
[9]碳纖維增強樹脂基復合材料孔隙率檢測方法的分析比較[J]. 文瓊?cè)A,孟江燕,龔楚,文友誼,李博,熊鴻建,彭亮紅. 玻璃鋼/復合材料. 2016(07)
[10]復合材料孔隙含量超聲多參量評價方法研究[J]. 陸銘慧,李沛芮,王旭. 玻璃鋼/復合材料. 2016(03)
博士論文
[1]碳/碳復合材料微細觀結(jié)構(gòu)的表征及對有效性能的影響研究[D]. 闞晉.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[2]孔隙對碳/環(huán)氧復合材料層壓板性能的影響與評價研究[D]. 朱洪艷.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]碳/碳復合材料剛度與強度預測模型研究[D]. 袁輝.南京航空航天大學 2009
碩士論文
[1]三種碳纖維復合材料孔隙率分析檢測的對比研究[D]. 龔楚.南昌航空大學 2016
[2]孔隙對碳纖維環(huán)氧樹脂復合材料疲勞性能的影響研究[D]. 楊蕤.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[3]碳纖維復合材料孔隙幾何形貌定量分析與研究[D]. 田宏濤.大連理工大學 2010
[4]分形理論在木材斷裂研究中的應用[D]. 韓天香.東北林業(yè)大學 2005
[5]分形算法與應用研究[D]. 袁杰.哈爾濱工程大學 2002
本文編號:3233596
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