納米顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料具有很多傳統(tǒng)單一材料無法比擬的優(yōu)良性能,在現(xiàn)今的各個(gè)領(lǐng)域有了越來越多的應(yīng)用。但是因?yàn)榧{米顆粒自身的性質(zhì),納米顆粒通常會在基體中發(fā)生團(tuán)聚的現(xiàn)象,其會對復(fù)合材料整體的熱力學(xué)性能產(chǎn)生較為明顯的影響;同樣,基體與夾雜體之間形成的間相層對顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料整體的熱力學(xué)性能也會產(chǎn)生不可忽視的影響。本文基于細(xì)觀力學(xué)的研究方法,進(jìn)行了顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料熱力學(xué)性能影響因素的理論研究。本文選取幾種納米顆粒作為增強(qiáng)材料,環(huán)氧樹脂聚合物作為基體材料。以增強(qiáng)材料的自身尺寸、分布狀態(tài)以及間相情況作為出發(fā)點(diǎn),采用細(xì)觀力學(xué)中的等效夾雜理論和Mori-Tanaka理論等方法對納米顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料熱力學(xué)性能進(jìn)行了分析和研究。根據(jù)納米顆粒的團(tuán)聚機(jī)理,建立了納米顆粒團(tuán)聚情況的細(xì)觀力學(xué)模型。將復(fù)合材料各部分進(jìn)行重新劃分:發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象的納米顆粒視為球形夾雜,未發(fā)生團(tuán)聚且均勻分散在基體中的納米顆粒與部分原始基體視為新的假想基體。首先引入兩個(gè)團(tuán)聚參數(shù)來表征納米顆粒的團(tuán)聚程度,結(jié)合Mori-Tanaka方法,推導(dǎo)納米顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的表達(dá)式,預(yù)測不同團(tuán)聚程度對納米顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響;其次引入孔隙...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-2Mori-Tananka整體

第2章復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)基本原理-9-接下來利用Eshelby相變問題對上述問題來求解。在遠(yuǎn)場均勻應(yīng)力0ij的作用下，無限大均勻彈性體中的增強(qiáng)相夾雜內(nèi)引發(fā)本征應(yīng)變ij，ij還會引發(fā)擾動應(yīng)力、擾動應(yīng)變，則此時(shí)彈性體內(nèi)外的應(yīng)力場應(yīng)滿足：000ijijijklklklijL（2-7）00....

圖2-3等效均質(zhì)材料模型

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-10-料屬性相同，并且二者具有相同的邊界條件，如圖2-3所示。圖2-3等效均質(zhì)材料模型000ijijklklL（2-11）式中0ij——邊界上所受到的遠(yuǎn)場均勻應(yīng)力張量；0kl——只有基體存在時(shí)，在均勻應(yīng)力作用下產(chǎn)生的均勻應(yīng)變張量；0ijklL——基體的彈....

圖3-1納米顆粒團(tuán)聚的電子顯微照片[49]：a）比

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-16-a）b）圖3-1納米顆粒團(tuán)聚的電子顯微照片[49]：a）比表面積為3802m/g的氣相二氧化硅納米顆粒；b）摻雜有2%體積分?jǐn)?shù)a）顆粒的聚乙烯基復(fù)合材料3.2.1顆粒團(tuán)聚模型從圖3-1可知，納米顆粒有較為明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。本節(jié)將提出一個(gè)較為合理的模型....

圖3-3在縱橫比為13123a/a,aaa的基體中沿1x方向的單向橢球夾雜

第3章納米顆粒增強(qiáng)材料熱膨脹系數(shù)的影響因素-17-夾雜13123a/a,aaa，其中1a是1x方向上夾雜物的半徑，其它尺寸可以容易地定義，如圖3-3所示。圖3-3在縱橫比為13123a/a,aaa的基體中沿1x方向的單向橢球夾雜及其坐標(biāo)系的示意圖。3.2.2團(tuán)聚參數(shù)的引入根據(jù)以上....

本文編號：3992026