高性能熱塑性復(fù)合材料因其具有良好的耐熱性、較高的斷裂韌性、優(yōu)異的沖擊損傷容限以及易成型和可循環(huán)利用而成為大型客機(jī)次承力構(gòu)件的首選材料,其耐熱性的優(yōu)勢(shì)使得其常被用于某些具有特殊溫度需求的零部件之上（如發(fā)動(dòng)機(jī)面板）,但此時(shí)熱塑性復(fù)合材料勢(shì)必會(huì)承受溫度和機(jī)械載荷的耦合作用,從而大大增加了其結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)和失效分析的復(fù)雜性。雖然目前針對(duì)高溫環(huán)境下熱塑性復(fù)合材料力學(xué)性能的研究已經(jīng)開展了部分工作,但受相關(guān)理論發(fā)展不充分以及研究經(jīng)驗(yàn)少的限制,有關(guān)熱塑性復(fù)合材料的高溫力學(xué)性能退化機(jī)制和失效機(jī)理尚未明確,尤其是針對(duì)可產(chǎn)生復(fù)雜破壞模式的壓縮和沖擊載荷工況。為此本文采用試驗(yàn)、理論和數(shù)值分析方法對(duì)機(jī)織碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料（CF/PPS）高溫壓縮性能和沖擊損傷模式進(jìn)行分析,其重點(diǎn)在于分析高溫環(huán)境下CF/PPS復(fù)合材料的力學(xué)性能退化本質(zhì)和不同尺度下?lián)p傷模式,進(jìn)而為其在高溫環(huán)境下的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)積累和技術(shù)參考。本文首先采用差示掃描量熱分析儀（DSC）和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA）對(duì)CF/PPS復(fù)合材料的熱性能進(jìn)行研究,分析其相變轉(zhuǎn)化過程及模量隨溫度的變化規(guī)律,并根據(jù)材料的玻璃化溫度確定試驗(yàn)溫度。分別對(duì)CF/PPS復(fù)合材... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 熱塑性復(fù)合材料的壓縮損傷模式研究
        1.2.2 熱塑性復(fù)合材料的開孔壓縮損傷模式研究
        1.2.3 熱塑性復(fù)合材料的低速?zèng)_擊損傷模式研究
        1.2.4 熱塑性復(fù)合材料壓縮和低速?zèng)_擊行為的理論和數(shù)值方法
    1.3 存在的主要問題
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 CF/PPS復(fù)合材料高溫壓縮損傷模式分析
    2.1 引言
    2.2 CF/PPS復(fù)合材料材料的壓縮試驗(yàn)件及試驗(yàn)方法
        2.2.1 壓縮試驗(yàn)件
        2.2.2 壓縮試驗(yàn)方法
    2.3 CF/PPS復(fù)合材料的熱性能研究
        2.3.1 熱性能測(cè)試方法
        2.3.2 熱性能測(cè)試結(jié)果
    2.4 CF/PPS復(fù)合材料的高溫壓縮力學(xué)響應(yīng)研究
    2.5 溫度對(duì)CF/PPS復(fù)合材料壓縮損傷模式影響
        2.5.1 基體狀態(tài)分析
        2.5.2 損傷模式分析
        2.5.3 局部損傷分析
    2.6 CF/PPS復(fù)合材料開孔試件高溫壓縮力學(xué)響應(yīng)研究
    2.7 溫度對(duì)CF/PPS復(fù)合材料開孔試件壓縮損傷模式影響
        2.7.1 開孔壓縮損傷模式分析
        2.7.2 孔邊局部損傷分析
    2.8 CF/PPS復(fù)合材料高溫壓縮模量和壓縮強(qiáng)度預(yù)報(bào)
        2.8.1 基于常規(guī)熱力學(xué)模型的模量和強(qiáng)度預(yù)報(bào)結(jié)果
        2.8.2 考慮冷結(jié)晶現(xiàn)象的高溫模量預(yù)報(bào)方法
    2.9 本章小結(jié)
第3章 CF/PPS復(fù)合材料高溫壓縮有限元分析
    3.1 引言
    3.2 CF/PPS復(fù)合材料的損傷模型
        3.2.1 材料損傷本構(gòu)關(guān)系
        3.2.2 損傷準(zhǔn)則及損傷演化
        3.2.3 材料剪切非線性
        3.2.4 界面損傷模型
    3.3 CF/PPS復(fù)合材料壓縮有限元模型及有限元分析結(jié)果
        3.3.1 壓縮有限元模型
        3.3.2 材料壓縮行為的有限元分析結(jié)果
    3.4 CF/PPS復(fù)合材料開孔試件極限承載能力的影響因素分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 室溫環(huán)境下CF/PPS復(fù)合材料的沖擊損傷模式分析
    4.1 引言
    4.2 室溫環(huán)境下CF/PPS復(fù)合材料的低速?zèng)_擊試驗(yàn)件及試驗(yàn)方法
        4.2.1 沖擊試驗(yàn)件
        4.2.2 低速?zèng)_擊試驗(yàn)方法
    4.3 室溫環(huán)境下CF/PPS復(fù)合材料的沖擊力學(xué)響應(yīng)研究
        4.3.1 沖擊能量對(duì)材料沖擊力的影響
        4.3.2 沖擊能量對(duì)材料沖頭速度變化的影響
        4.3.3 沖擊能量對(duì)材料吸能特性的影響
    4.4 沖擊能量對(duì)CF/PPS復(fù)合材料沖擊損傷模式影響
        4.4.1 沖擊能量對(duì)凹痕深度的影響
        4.4.2 沖擊能量對(duì)損傷形貌的影響
        4.4.3 沖擊能量對(duì)損傷面積的影響
    4.5 室溫環(huán)境下CF/PPS復(fù)合材料的低速?zèng)_擊載荷計(jì)算
        4.5.1 基于Hertz接觸理論的能量平衡方程
        4.5.2 沖擊損傷耗能
        4.5.3 沖擊載荷計(jì)算結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 CF/PPS復(fù)合材料高溫環(huán)境沖擊損傷模式分析
    5.1 引言
    5.2 高溫環(huán)境下低速?zèng)_擊試驗(yàn)件及試驗(yàn)方法
    5.3 CF/PPS復(fù)合材料高溫環(huán)境低速?zèng)_擊力學(xué)響應(yīng)研究
        5.3.1 溫度對(duì)沖擊力的影響
        5.3.2 溫度對(duì)沖頭速度變化的影響
        5.3.3 溫度對(duì)吸能特性的影響
    5.4 溫度對(duì)CF/PPS復(fù)合材料沖擊損傷模式影響
        5.4.1 溫度對(duì)凹痕深度的影響
        5.4.2 溫度對(duì)表面損傷形貌的影響
        5.4.3 溫度對(duì)內(nèi)部損傷形貌的影響
        5.4.4 溫度對(duì)損傷面積的影響
    5.5 CF/PPS復(fù)合材料高溫環(huán)境沖擊載荷計(jì)算
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]C/PPS復(fù)合材料成型工藝參數(shù)及高溫典型力學(xué)行為分析[D]. 王時(shí)玉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018

碩士論文
[1]碳纖維織物增強(qiáng)聚苯硫醚基復(fù)合材料成型工藝及性能[D]. 姜正飛.東華大學(xué) 2014
[2]連續(xù)碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚層壓復(fù)合材料制備及性能研究[D]. 陳旭清.華東理工大學(xué) 2013
[3]熱塑性復(fù)合材料纖維鋪放成型加熱和冷卻工藝技術(shù)研究[D]. 馬巖.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3461284