一、三维编织碳纤维/环氧复合材料的吸湿特性及外应力的影响（论文文献综述）
田芩[1]（2021）在《碳纤维纬编针织物增强复合材料层合板的力学性能》文中研究指明
易阅城[2]（2020）在《湿热环境下组分材料的力学性能试验与分析研究》文中认为复合材料的组分性能是对其机织结构件性能研究的基础,湿热环境对复合材料力学性能具有显着影响,考虑湿热条件对复合材料性能的影响是合理有效利用复合材料的必要条件。本文通过试验验证、理论分析和仿真模拟,全面分析湿热耦合作用对复合材料力学性能的影响。主要研究结果如下:（1）开展了树脂和纤维束在湿热下的宏观力学性能试验研究。针对室温（23℃）半饱和吸湿率、室温饱和吸湿率、150℃半饱和吸湿率、150℃饱和吸湿率等情况,试验得到了EC230R树脂在相应情况下的树脂拉伸刚度与强度、压缩刚度与强度和剪切刚度与强度;试验得到了T800/EC230R碳纤维增强复合材料单向板的纵向拉伸、纵向压缩、横向拉伸、横向压缩和面内剪切刚度与强度数据,数据离散度显示试验数据可靠。试验得到了EC230R树脂的热膨胀系数以及干态、吸湿率0.5和吸湿饱和时的玻璃化转变温度。（2）通过宏细观试验分析总结了湿热条件对树脂基复合材料力学性能影响的基本规律。材料受湿、热共同作用时,与树脂性能密切相关的力学性能的退化幅度将大于受单一吸湿或温度条件共同影响时材料力学性能的退化,且材料的退化是不可逆的。通过微Raman光谱测试确定了吸湿膨胀对界面固化后残余应力的消减,解释了面内剪切强度在室温下随吸湿量增加而上升的原因。通过细观观测试验解释了湿热耦合对组分材料细观结构的不可逆变化机制和湿热下纤维束纵向拉伸、纵向压缩、横向拉压、和面内剪切力学性能的细观机理。（3）提出了考虑湿热耦合作用下材料不可逆变化和界面残余应力的力学性能退化模型。引入一种双曲正切指数模型描述材料性能的不可逆变化因子,在广泛温度范围内描述树脂和单向板刚度和强度受湿热耦合作用的退化;考虑吸湿膨胀对界面固化后残余应力的影响,提出了面内剪切强度的性能退化模型。经过试验数据验证,本文的退化模型能有效描述复合材料在湿热耦合作用下表现出的力学性能退化规律。（4）提出了一种全边界周期性纤维随机碰撞算法,建立了纤维束所有边界上均可流动的纤维随机碰撞单胞模型。基于建立的单胞模型,考虑初始湿热应力分布,施加周期性边界条件,调整湿热应变响应,建立了单胞有限元刚度模型。利用刚度模型计算了湿热膨胀造成的初始应力分布和五种湿热工况下的横向拉压、剪切刚度,经试验数据验证,刚度预测误差均小于12%,最小误差为1.4%。（5）建立了单向板渐进损伤分析模型和有限元分析方法。基于有限元刚度模型,通过分析湿热下静载过程的应力应变,引入考虑树脂拉压不对称特性的树脂失效准则,设计刚度退化方案和结构失效判定,建立了基于有限元单胞的渐进损伤强度分析方法,基于ANSYS平台,运用APDL参数化语言设计细观单胞的强度分析程序。对树脂主导的单向板强度性能和加载过程进行仿真,预测了五种湿热工况下无外载时的初始损伤状态、损伤扩展过程和应力应变曲线,经试验数据验证,有限元强度模型计算结果可靠,最大误差为12%,最小误差为1.1%。
孙同生,于存贵,杨文超,仲健林[3]（2020）在《湿热与拉伸载荷耦合作用下玻纤/环氧复合材料的吸湿特性》文中认为为探究环境温度、相对湿度和外部拉伸载荷对聚合物基复合材料吸湿性能的影响,提出一种以温度、水分浓度和基体八面体剪应力为变量的特殊形式的Gibbs自由能函数,获得了湿热与拉伸载荷耦合作用下复合材料水分扩散控制方程。制备E-玻纤/环氧6509树脂复合材料层压板,通过自制压缩弹簧加载装置施加恒定拉伸载荷,在不同湿热环境下开展加速吸湿实验,利用响应曲面法获得代理模型以表征环境因素对平衡吸湿量和湿扩散系数的影响。结果表明:拉伸载荷作用下,基体八面体剪应力越大,复合材料的湿扩散系数和平衡吸湿量越大;升温能加速复合材料吸湿,而提高相对湿度会明显增加平衡吸湿量。利用响应面法获得的代理模型能够准确地预测玻璃纤维/环氧树脂复合材料在湿热与拉伸载荷耦合作用下的吸湿行为。
南田田,赵亮,孟玲宇,吴伟萍,费春东[4]（2020）在《湿-热-载荷共同作用下碳纤维增强环氧树脂基复合材料老化性能研究》文中研究指明碳纤维增强环氧树脂基复合材料（CFRP）是目前航空航天领域最常用的一种新型高性能复合材料,材料在服役过程中受到湿-热-载荷三场耦合作用而导致力学性能发生退化。本文采用水煮的试验方法,研究了载荷对CFRP吸湿和脱湿特性的影响,以及吸湿和脱湿后材料弯曲性能的变化规律,并依据相应的半经验数学模型对材料进行了寿命预测。试验结果表明:外载荷作用促进了CFRP的吸湿行为,且材料的表观扩散系数、平衡吸湿量随着载荷的增加而增加;在湿-热-载荷作用下,CFRP的界面出现了脱粘现象,并造成了不可逆转的损伤,材料吸湿后弯曲强度和脱湿后弯曲强度恢复率随载荷增加呈现下降趋势;弯曲载荷很大程度上缩减了复合材料的使用寿命,在进行复合材料构件设计时,考虑弯曲载荷的影响对构件安全性和可靠性具有重大意义。
徐凯龙[5]（2019）在《循环湿热作用下三维编织复合材料力学性能与抗冲击性能研究》文中研究指明三维编织复合材料是整体网状编织复合结构,可以克服传统层合板复合材料层间强度低、易分层等缺陷,还具有高比强度、耐腐蚀性、高损伤容限以及良好的抗冲击等特性,在航空航天领域具有很好的应用前景。三维编织复合材料风扇叶片在服役期间暴露在循环交变湿热环境下,其力学性能与抗冲击性能均会发生变化,进而影响风扇叶片在服役过程中的可靠性,因此评估和预测三维编织碳纤维复合材料受到湿热循环作用后的抗外物损伤能力对保障航空发动机在服役期间的安全性具有重要意义。本文以循环湿热作用后的碳纤维树脂基三维编织复合材料为研究对象开展了以下四方面的研究工作:（1）针对三维编织复合材料开展了循环湿热老化试验,得到其吸湿曲线并分析其吸湿机理,采用电子扫描显微镜对不同循环湿热老化天数后的试样内部进行了观察,讨论了循环湿热老化时间对三维编织复合材料内部组分材料的影响。试验研究表明:三维编织复合材料在循环湿热老化280天内并未达到饱和吸湿率,吸湿曲线符合Fick定律;三维编织复合材料内部损伤面积随着循环湿热老化时间增加而增加,内部形貌变化经历树脂吸湿溶胀开裂、开裂面积扩大、纤维/树脂界面脱粘形成裂纹、裂纹数量增多并持续扩展等四个历程。（2）针对不同循环湿热老化天数下的三维编织复合材料开展了准静态拉伸试验,试验结果表明:三维编织复合材料在循环湿热老化210天内,材料应力应变曲线呈线性变化,在循环湿热老化280天时,材料应力应变曲线呈现明显的双线性变化;三维编织复合材料弹性模量在循环湿热老化至140天时逐渐下降,最大下降15.2%,之后随循环湿热老化时间增加,其弹性模量略有反弹;失效应变在循环湿热280天内持续上升;泊松比在循环湿热老化前期明显下降,后期恢复,并超过未湿热老化下三维编织复合材料的泊松比。（3）针对不同循环湿热老化天数下的三维编织复合材料开展了不同应变率下的霍普金森压杆试验,分析循环湿热老化对三维编织复合材料动态力学性能的影响。试验结果表明:三维编织复合材料在循环湿热前期,表现出一定的应变率相关行为,存在应变率强化效应;在循环湿热老化后期,湿热老化效应占主导作用,材料应变率相关行为不再明显;循环湿热老化对三维编织复合材料纵向动态压缩强度有一定的积极作用,但长时间的循环湿热老化会明显削弱三维编织复合材料纵向承载能力。（4）针对不同循环湿热老化下的三维编织复合材料开展了高速冲击试验,并结合高速摄影和工业CT扫描分析了高速冲击下三维编织复合材料破坏机理以及破坏后形貌。试验结果表明:三维编织复合材料靶板在同等冲击速度下的吸收能量随着循环湿热老化天数的增加而增加,抗冲击性能显着提升;不同循环湿热老化天数下三维编织复合材料靶板在高速冲击下宏观损伤形貌无明显差异;三维编织复合材料在冲击载荷下主要损伤方式包括:基体破碎、纤维/基体脱粘、纤维断裂拔出。综上,本文的研究工作可以为评估和预测航空发动机三维编织碳纤维复合材料叶片受到循环作湿热用后的力学性能变化以及抗外物损伤设计提供一定的借鉴意义。
杨沫[6]（2018）在《碳纤维复合材料传动轴系建模与特性研究》文中指出碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）具有高比强度、高比模量、大阻尼比和耐疲劳等优点,由CFRP制成的传动轴特别适用于长跨距、大扭矩和高转速传动系统。美国、德国、挪威等国家已将CFRP传动轴系应用于冷却塔、直升机和船舶舰艇等装备中,并且取得了良好的效果。CFRP传动轴系的振动特性直接影响着整个机械装备的性能。然而目前对CFRP传动轴系动力学的研究仅停留在CFRP空心轴层面,对传动轴系系统动力学的研究尚属空白。因此,围绕CFRP传动轴系展开动力学建模、动态特性分析和振动测试的研究,对CFRP传动轴系的工程化推广和应用具有重要意义。本文的主要研究内容如下:CFRP空心轴刚度模型的研究。对三维应力状态下复合材料空心轴的应力-应变进行分析,结合复合材料空心轴成型工艺特点,提出连续交叉离散层建模方法;在此基础上,采用力学解析的方法分别建立复合材料空心轴薄壁/厚壁统一刚度三维解析模型,通过CFRP空心轴试验件的弯曲和扭转测试,并且与经典层合理论、有限元方法、和经典解析方法进行对比,对刚度三维解析模型的准确性进行了验证。CFRP空心轴阻尼模型和特性的研究。结合复合材料阻尼损耗因子模型和有限元分析方法,提出了基于逆偏轴变换的CFRP空心轴阻尼改进数值模型;对CFRP层合板的阻尼进行测试和分析,对本文运用的CFRP材料的阻尼损耗因子参数进行了反求;在此基础上,通过CFRP空心轴弯曲和扭转阻尼测试,验证改进阻尼数值模型的准确性;进而对CFRP空心轴的弯曲阻尼和扭转阻尼特性进行了研究,得到了铺层参数和振动阶次变化对CFRP空心轴阻尼的影响规律。CFRP传动轴系振动理论模型和动力学特性分析的研究。在CFRP空心轴的刚度和阻尼模型的基础上,对CFRP传动轴系的弯曲振动和扭转振动展开研究,建立了CFRP传动轴系振动理论模型。以重型机床CFRP传动轴系和船舶CFRP传动轴系为对象,分别进行弯曲振动和扭转振动特性的分析,得到了CFRP空心轴参数变化对整个传动轴系的固有频率和不平衡响应的影响规律;并且与同尺寸金属传动轴系的动态特性进行对比,对CFRP传动轴系的振动稳定性进行了评价和分析,界定了CFRP传动轴系弯曲振动和扭转振动满足稳定性要求的空心轴铺层参数设计区间。CFRP传动轴系振动试验研究。分别针对重型机床CFRP传动轴系和船舶CFRP传动轴系试验件,对其弯曲振动和扭转振动进行测试。通过对比本文建立的CFRP传动轴系振动理论模型,验证了理论模型的准确性;并且对CFRP传动轴系振动稳定性分析得到的部分结论进行了试验验证。本文从传动轴系系统层面,对CFRP传动轴系的动力学理论模型和振动试验方面进行研究,弥补了CFRP传动轴系动力学方面研究的不足,为CFRP传动轴系的工程应用奠定理论基础。
张向阳[7]（2017）在《Z-pin增强复合材料加筋蒙皮结构力学性能及损伤机理研究》文中提出复合材料以其突出的性能和减重优势在航空航天等领域得到了广泛的应用,各种形式的肋、梁、框等加筋元件增强薄壁结构是提高复合材料结构效率的重要形式,大面积应用于机翼、机身等承力构件。加筋元件与蒙皮通过胶接或共固化粘接,一方面粘接强度对工艺质量依赖性大;另一方面粘接面对服役环境及外部冲击很敏感、缺陷和损伤易在疲劳加载过程中发展成不稳定分层扩展。由于缺乏有效的裂纹止裂措施,只能采用过于保守的设计方案,以降低结构服役过程中出现分层裂纹的可能性,过大的安全系数降低了性能优化的自由度、缩小了结构减重的空间。本文利用Z-pin技术作为加筋蒙皮粘接增强方案,结合力学试验及数值计算方法,分析了Z-pin层间增强机理,揭示了在准静态、疲劳及冲击载荷作用下,Z-pin对粘接面分层损伤阻抗的改善作用及相关机制,并深入研究了Z-pin点阵分布对其增强效率的影响规律,为Z-pin增强技术在加筋蒙皮结构上的应用及其结构设计提供依据。根据Z-pin的层间增强机理分析,建立single-pin单胞模型,研究了单根Z-pin增强作用的影响因素及其影响规律,并提出了利用纤维加捻制备Z-pin提高其增强作用的策略。Z-pin层间增强主要通过裂纹前端形成的桥联区实现,一方面,Z-pin在开裂面间形成桥联力,阻止开裂面发生相对位移,分析表明,Z-pin最大桥联力的主要影响因素为Z-pin/层合板结合强度;另一方面,Z-pin本身的变形及拔出破坏过程耗散了诸多能量,提高了粘接面的“表观断裂能”。Z-pin拔出耗散能的主要影响因素为Z-pin/层合板界面残余正压力及摩擦系数,其中正压力作用影响更加显着。Z-pin按照一定角度拔出时,对富树脂区的侧向挤压作用有利于增加摩擦力及其耗能。加捻纤维增强Z-pin表面呈现螺旋形沟壑状,Z-pin/层合板结合面积增大,提供了更大的桥联力。试验证明,相比无捻纤维增强Z-pin,纤维捻度为80捻/m时,单根Z-pin最大桥联力提高了19%,且相应Z-pin拉伸强度和模量的下降幅度较小。以蒙皮/加筋简化试样为对象,试验研究了特定加载模式下Z-pin对粘接面静态抗脱粘性能的影响,并对比分析了三种典型Z-pin点阵方式的试验结果,初步获得了Z-pin点阵分布对其增强效果的影响规律。研究表明,准静态拉伸或弯曲作用下,Z-pin增强并不能抑制初始裂纹的萌生,而是通过将粘接面失效模式由瞬时破坏转变为渐进破坏,提高共固化粘接面的极限承载能力。与横向拉伸承载相比,Z-pin对蒙皮弯曲引起的脱粘裂纹抑制效果更加显着。与空白试样相比,植入体积含量0.785%的Z-pin,弯曲失效载荷提高近1倍,结构失效过程总耗散能增加超过10倍;拉伸失效载荷提高55%,结构失效过程总耗散能增加86%。不同Z-pin点阵分布试验结果对比表明,Z-pin较密集分布于缘条边缘时,结构粘接面的抗脱粘性能更佳。为了进一步分析Z-pin点阵分布等参数的影响规律,建立了蒙皮/加筋简化试样有限元模型,利用分区内聚力模型模拟Z-pin增强粘接面的失效行为,并通过与试验结果对比,验证了在不发生层合板面内损伤的前提下,该模型能够有效地预测不同点阵分布Z-pin增强蒙皮/加筋粘接面在弯曲加载条件下的失效过程。进一步分析表明,只有距离缘条边缘低于1mm范围植入Z-pin才能抑制粘接面初始裂纹,但在工艺上较难实现;Z-pin局部的植入密度一定时,点阵分布对其增强效果影响显着,对于蒙皮/加筋粘接面,提高平行于缘条边缘方向上Z-pin的植入密度对于提高Z-pin增强效果更加有效;相比提高Z-pin拔出总耗散能,提高Z-pin与层合板的结合强度更有利于提高其增强蒙皮/加筋粘接面的极限承载。采用蒙皮周期性拉伸和弯曲加载试验,研究了I型和II型断裂主导的交变载荷下Z-pin对粘接面裂纹演化寿命、扩展速率及扩展路径的影响,并结合显微观察方法,阐明了Z-pin对粘接面疲劳裂纹扩展的抑制机制。研究表明,由于疲劳裂纹均在缘条端部的富树脂区内萌生,Z-pin增强对疲劳裂纹形成寿命影响很小。与空白试样相比,Z-pin增强使得蒙皮/加筋粘接面疲劳裂纹扩展寿命延长550倍,裂纹扩展速率下降13个数量级。相比传统均匀点阵分布,Z-pin集中分布于缘条边缘时,疲劳裂纹扩展模式由持续扩展转变为扩展-停滞交替发生的模式。粘接面裂纹扩展处于停滞阶段时,裂纹在Z-pin/层合板界面间极其缓慢地扩展。通过Z-pin点阵分布的合理设计,裂纹的扩展可完全抑制于有限长度,由此提出了Z-pin增强粘接面的安全裂纹扩展长度,为含损伤结构的安全寿命评估提供了依据。针对航空构件常用的T型和帽型加筋蒙皮典型结构,采用力学试验、超声C扫描以及有限元分析法揭示并预测了Z-pin对加筋边缘低速冲击分层损伤的改善作用。试验研究发现,Z-pin增强提高了加筋蒙皮结构的冲击损伤阻抗,加筋边缘处蒙皮遭受6.36J落锤冲击载荷时,与空白试样相比,T型加筋蒙皮结构的最大冲击接触力提高了28%,总能量吸收减小了39%;帽型加筋蒙皮结构的最大冲击接触力提高了17%,总能量吸收减小了6.4%。分布在加筋边缘的Z-pin将分层损伤抑制在Z-pin增强区域内,与空白试样相比,Z-pin增强T型加筋蒙皮结构最大分层面积减小了58%;帽型加筋蒙皮结构的最大分层面积减小了40%。基于Z-pin层间增强逐层失效的假设,建立了Z-pin增强T型和帽型加筋蒙皮结构渐进损伤有限元模型,预测了结构冲击力学响应及最大分层面积,接触力计算结果与试验值吻合较好,分层面积计算值偏大,偏差小于15%。进一步分析表明,冲击能量在2.56.36J范围内,加筋边缘植入局部体积分数为2.18%的Z-pin能使T型加筋蒙皮结构冲击最大分层面积减小5053%,帽型加筋蒙皮结构最大分层面积减小3437%。另外,相比提高Z-pin桥联力,提高Z-pin拔出总耗散能更有利于减小其增强加筋蒙皮结构的冲击分层损伤面积。
王蕊[8]（2017）在《新型环氧树脂基耐磨复合材料的制备及其性能研究》文中提出复合材料是目前发展最迅速的材料之一,它可以通过结合不同组分的优点进而优化材料的性能。尤其是聚合物基复合材料由于其质轻、耐腐蚀、耐高温、易加工成型等优良性能正在代替金属材料成为21世纪最具有发展前景的材料。环氧树脂（EP）,作为一种重要的先进工程复合材料的热固性基体,具有硬度大、固体收缩率低、耐化学腐蚀性强以及尺寸稳定性好等优点。然而纯环氧树脂固化后脆性高、传热系数高、耐磨性差,为了使其在工程应用领域有更广阔的发展空间,对其填充改性势在必行。本论文以提高环氧树脂基复合材料的耐磨性能和力学性能为研究目标,围绕复合材料的表界面、组成-微结构-性能之间关系等科学问题,开展了材料改性、表征分析、力学增强、耐磨性增强的应用基础性研究。通过采用三维增强体填充、有机共混以及纤维增强等多种复合改性方法,大幅度提高环氧树脂基复合材料的耐磨性能和力学性能。论文的主要研究内容及结论如下:（1）基于多巴胺功能化碳纳米管（CNT-PDA）增强的聚氨酯（PU）海绵成功制备出具有三维（3D）网络互穿结构的环氧树脂（EP）复合材料。采用透射扫描电镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）分析了多巴胺功能化碳纳米管及改性后的聚氨酯海绵。对比研究了纯EP、PU3D/EP和CNT-PDA/PU3D/EP复合材料的耐热性能、力学性能以及摩擦磨损性能。研究表明,通过多巴胺的氧化自聚合,功能化碳纳米管成功地接枝到海绵骨架表面,使改性后的海绵形成一个连续的三维碳网结构。同时由于聚多巴胺的共价键连接,修饰后的海绵和环氧基体间的界面作用明显增强。因而CNT-PDA/PU3D/EP复合材料表现出更加优异的性能,相对于纯环氧树脂耐热性能有所提高,相对于PU3D/EP复合材料,拉伸强度和冲击强度分别增大了12.7%和8.8%。此外,相对于纯EP和PU3D/EP复合材料,CNT-PDA/PU3D/EP复合材料在不同的载荷和滑行速度下均表现出更低的磨损率和摩擦系数,并且曲线变化趋势更平稳。特别的,在1.6 MPa、0.51 m/s条件下,CNT-PDA/PU3D/EP复合材料的耐磨损性能相对于纯EP和PU3D/EP复合材料分别提高了6.2倍和3倍。（2）通过溶剂蒸发和固化方法制备了不同含量的聚偏氟乙烯（PVDF）和碳纳米管（CNTs）共同填充的环氧树脂复合材料。利用FT-IR和X射线衍射（XRD）分析了PVDF/EP复合材料固化前后的变色机理。同时研究了PVDF和CNTs含量对复合材料力学和摩擦学性能的影响。结果表明当PVDF和CNTs的质量分数分别为30%和1.0%时,复合材料获得最佳的力学性能和摩擦学性能。相对于30%PVDF/EP复合材料,1.0%CNT/30%PVDF/EP复合材料弯曲强度和硬度分别增加了36.2%和10.1%。在载荷为1.0 MPa、速度为0.76 m/s条件下,1.0%CNT/30%PVDF/EP复合材料的磨损率相对于纯EP和30%PVDF/EP复合材料分别降低了92.1%和40%。此外,对这三种材料进行了在不同载荷和速度下的磨损测试,1.0%CNT/30%PVDF/EP复合材料都表现出最优异的摩擦学性能。采用SEM-EDS表征对试样的磨损面和对偶面分析得到,滑行过程中剥落的PVDF和CNTs会在机械力的作用下逐渐形成一层固体转移膜,有效的阻止了试样磨损面与对偶面间的直接磨损,这对1.0%CNT/30%PVDF/EP复合材料减磨耐磨性能的提升具有很大贡献。（3）通过结合棉纤维布的疏水化与环氧复合材料的固化成功制备了纤维增强的环氧树脂基超疏水耐磨复合涂层,其中环氧溶液中包含可溶性聚四氟乙烯（PFA）、聚氨酯（PU）和疏水性二氧化硅（SiO2）纳米粒子。采用FT-IR和SEM分析了改性棉纤维和最终涂层的基团变化和微观形貌。考察了PFA和PU含量分别对涂层疏水性能和摩擦磨损性能的影响,同时进行了粘附力和耐酸碱测试,并对比分析了环氧溶液中各成分对涂层性能的影响。当环氧溶液中含有35 wt.%PFA和25 wt.%PU时,涂层表现出超疏水性能,水接触角为153.5±1°。摩擦学测试结果表明,该纤维布/环氧复合材料超疏水涂层在2.8 MPa、0.51 m/s条件下具有稳定的摩擦系数和优异的耐磨损性能。经过240000圈磨损后,涂层没有明显损坏只是厚度下降了80μm,且水接触角仍可达到142°。同时,涂层表现出良好的粘附力性能和耐酸碱性能。涂层所具备的综合性能源于环氧溶液中各成分的协同作用。PFA不仅有助于降低表面能,而且提高耐酸碱性能,疏水型SiO2纳米粒子有助于协助构建多尺度的粗糙结构,二者结合赋予了涂层的超疏水性能;PU的加入明显提高了涂层的耐磨性能。
毕亚芳[9]（2017）在《电—热/湿作用下碳纤维树脂基复合材料损伤特性研究》文中研究说明碳纤维树脂基复合材料（CFRP）在民航客机上的用量不断增加,由于其复杂的结构特点,作为结构件在服役的过程中会受到湿热环境和电热作用的威胁,给飞机的安全性带来隐患。本论文对于CFRP层板在湿热和电热不同加载顺序、循环加载条件下的损伤特性研究,主要研究内容如下:（1）对CFRP试样进行不同电流2A6A（ρ=33.4mA/mm2100.2mA/mm2）处理,对通电试样进行吸湿处理,之后通过红外光谱分析、弯曲性能测试、扫描电镜观察分析通电对CFRP吸湿性能的影响,结果表明:试样表面的平衡温度随电流强度的增大而升高,试样电阻率随温度升高而下降。经小电流（2A、3A、4A）处理后的试样,饱和吸湿率和扩散系数均小于未处理试样,而大电流（5A、6A）处理后的试样,饱和吸湿率和扩散系数相比未处理试样有增加趋势。小电流处理使得界面的结合强度提高,试样弯曲性能提升,大电流处理后试样弯曲强度下降,而电热/湿共同处理试样,弯曲强度均降低,试样吸湿量越大弯曲强度下降幅度越大。（2）对CFRP试样进行吸湿处理,然后对饱和吸湿试样进行通电处理,之后对经吸湿及通电处理试样进行弯曲性能测试,通过观察弯曲断口处裂纹走向及断口形貌,分析湿热及电热作用对CFRP弯曲性能的影响,结果表明:试样吸湿率随吸湿时间增加呈先上升后趋于稳定的趋势,其电阻率呈先下降后稳定的变化规律,饱和吸湿试样经通电处理后,脱水率随电流增加而增大,但试样湿含量不能降低为0。吸湿后小电流2A4A处理,试样弯曲性能较单纯吸湿试样有所提升,弯曲断裂后试样并未分离成两部分,吸湿后大电流5A6A处理,造成试样弯曲强度下降,弯曲断裂表现为脆性断裂。（3）对CFRP试样进行吸湿/通电三个循环处理,之后通过红外光谱分析、界面纳米压痕测试、弯曲性能测试分析循环处理对CFRP界面性能的影响,结果表明:经吸湿/4A电流循环处理试样,第二次饱和吸湿率小于第一次,而第三次饱和吸湿率比第二次有增加趋势,而经吸湿/5A、6A电流循环处理试样,其吸湿率随循环次数的增加而增加。另外,饱和吸湿试样通电处理时,其脱水率随通电电流的增大而增大,同一电流处理下其脱水率随通电次数的增加而增加。吸湿/通电循环处理,通电电流越大界面硬度和弹性模量下降越明显,试样的弯曲性能下降幅度越大。
马力,杨金水[10]（2017）在《新型轻质复合材料夹芯结构振动阻尼性能研究进展》文中进行了进一步梳理作为新一代先进轻质超强韧结构材料,复合材料格栅和点阵夹芯结构受到了国内外学者的广泛关注.目前关于该类结构材料的设计制备以及相关力学性能研究已取得了大量的研究成果.然而对该类结构振动阻尼性能的研究则处于起步阶段.该文综述了纤维增强树脂基复合材料简单层合结构以及各类夹芯结构振动阻尼性能的研究现状.首先阐述其阻尼机理,然后分别概述了复合材料简单层合板的微观和宏观阻尼模型、复合材料粘弹性阻尼夹层结构和新型夹层结构的阻尼预报工作,最后总结归纳现有关于该类结构阻尼特性研究工作中已取得的成果和不足之处,并对其未来发展进行了展望.
二、三维编织碳纤维/环氧复合材料的吸湿特性及外应力的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、三维编织碳纤维/环氧复合材料的吸湿特性及外应力的影响（论文提纲范文）
（2）湿热环境下组分材料的力学性能试验与分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景、研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复合材料吸湿的常规方法 |
| 1.2.2 吸湿对复合材料组分的影响机理 |
| 1.2.3 湿热对树脂基复合材料力学性能影响的研究 |
| 1.2.4 湿热条件下复合材料宏、细观力学模型 |
| 1.3 目前研究存在的问题 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第二章 湿热条件下组分材料的基本性能试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验准备 |
| 2.2.1 试验设备 |
| 2.2.2 材料试验件制作 |
| 2.2.3 试验件尺寸 |
| 2.2.4 试验件编号 |
| 2.2.5 纯树脂和复合材料试验件吸湿处理 |
| 2.3 纯树脂静力学试验 |
| 2.3.1 纯树脂静拉伸力学性能 |
| 2.3.2 纯树脂静压缩力学性能 |
| 2.3.3 纯树脂剪切力学性能 |
| 2.3.4 纯树脂DMA测试 |
| 2.3.5 纯树脂热膨胀系数测试 |
| 2.4 单向板静力学试验 |
| 2.4.1 单向板静纵向拉伸力学性能试验 |
| 2.4.2 单向板纵向压缩力学性能试验 |
| 2.4.3 单向板横向拉伸力学性能试验 |
| 2.4.4 单向板横向压缩力学性能试验 |
| 2.4.5 单向板面内剪切力学性能试验 |
| 2.4.6 单向板在湿热作用后力学性能可逆性验证试验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 湿热下组分材料的细观观测研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微Raman光谱测试研究吸湿固化后残余应力的影响 |
| 3.2.1 试验过程 |
| 3.2.2 Raman光谱试验结果讨论 |
| 3.3 SEM观测复合材料试验件的细观失效机理 |
| 3.3.1 湿热处理前后的单向板细观形貌分析 |
| 3.3.2 纵向拉伸破坏断口的细观分析 |
| 3.3.3 纵向压缩破坏断口的细观形貌分析 |
| 3.3.4 单向板横向拉压试验件破坏断口的细观形貌分析 |
| 3.3.5 单向板面内剪切试验件断口的细观形貌分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 湿热下组分材料力学性能预测模型与验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 考虑湿热耦合的树脂静力学性能和单向板横向拉压性能预测 |
| 4.2.1 只考虑湿热下材料可逆变化的组分材料力学性能退化模型 |
| 4.2.2 考虑湿热下材料不可逆变化的组分材料力学性能退化模型 |
| 4.3 纯树脂拉伸和纤维束横向拉压性能预测 |
| 4.3.1 室温条件下的树脂拉伸和单向板横向拉伸拟合结果 |
| 4.3.2 温度条件下的树脂拉伸和单向板横向拉伸拟合结果 |
| 4.3.3 树脂压缩和单向板横向压缩性能退化模型 |
| 4.4 树脂剪切性能和单向板面内剪切刚度预测 |
| 4.4.1 树脂剪切性能拟合 |
| 4.4.2 单向板面内剪切刚度拟合 |
| 4.5 考虑界面残余应力的单向板面内剪切强度退化模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 湿热下单向板刚度、强度性能预测与验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 全边界周期性的纤维随机碰撞单胞模型及其算法 |
| 5.2.1 未考虑单胞全边界周期性的随机碰撞模型 |
| 5.2.2 考虑单胞全边界周期性的纤维随机碰撞模型与算法 |
| 5.2.3 本文随机碰撞算法的程序实现 |
| 5.3 基于全边界纤维碰撞的有限元单胞模型 |
| 5.3.1 周期性边界条件 |
| 5.3.2 湿热下的初始应力分析 |
| 5.4 基于全边界纤维碰撞单胞模型的单向板力学性能渐进损伤分析模型 |
| 5.4.1 树脂基复合材料静载过程应力-应变分析 |
| 5.4.2 树脂的失效判定准则 |
| 5.4.3 刚度突降方案和结构失效判定 |
| 5.4.4 渐进损伤分析方法程序设计 |
| 5.5 纳米压痕试验完善纤维性能参数 |
| 5.5.1 试验过程 |
| 5.5.2 纤维横向弹性模量纳米压痕测试结果 |
| 5.6 五种湿热工况下的的单向板力学性能预测与验证 |
| 5.6.1 有限元单胞模型的生成 |
| 5.6.2 单向板刚度计算结果 |
| 5.6.3 不同湿热工况下的初始损伤计算结果 |
| 5.6.4 五种湿热工况下的单向板横向拉伸性能仿真 |
| 5.6.5 五种湿热工况下的单向板横向压缩性能仿真 |
| 5.6.6 五种湿热工况下的单向板剪切性能仿真 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文 |
| 附录1 试件实物图 |
| 附录2 树脂和复合材料吸湿过程数据及拟合曲线 |
（3）湿热与拉伸载荷耦合作用下玻纤/环氧复合材料的吸湿特性（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 理论推导 |
| 2.1 基本假设 |
| 2.2 水分扩散控制方程 |
| 2.3 边界条件和饱和吸湿浓度 |
| 2.4 沿厚度方向的吸湿量求解 |
| 3 实 验 |
| 3.1 材 料 |
| 3.2 加载方法 |
| 3.3 吸湿率测试 |
| 4 结果与讨论 |
| 4.1 吸湿特性分析 |
| 4.2 基于响应面法的吸湿参量代理模型 |
| 4.3 模型验证 |
| 5 结 论 |
（4）湿-热-载荷共同作用下碳纤维增强环氧树脂基复合材料老化性能研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 试验 |
| 2.1 材料 |
| 2.2 加载装置 |
| 2.3 吸湿率测量 |
| 2.4 弯曲性能测试与断口形貌观察 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 复合材料的吸湿特性 |
| 3.2 载荷对复合材料吸湿特性的影响 |
| 3.3 湿热老化对复合材料弯曲强度的影响 |
| 3.4 载荷对复合材料弯曲性能的影响 |
| 3.5 载荷对复合材料破坏形貌的影响 |
| 3.6 脱湿后弯曲强度的保留率 |
| 3.7 复合材料层压板的寿命预测 |
| 3.7.1 湿-热作用下复合材料层合板的寿命预测 |
| 3.7.2 湿-热-力作用下复合材料层合板的寿命预测 |
| 4 结语 |
（5）循环湿热作用下三维编织复合材料力学性能与抗冲击性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 树脂基复合材料在湿热环境下损伤机理与冲击特性研究 |
| 1.2.2 三维编织复合材料力学性能研究 |
| 1.2.3 三维编织复合材料湿热特性及其抗冲击特性研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 循环湿热老化作用下三维编织复合材料吸湿特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三维编织复合材料循环湿热老化试验 |
| 2.2.1 循环湿热老化谱 |
| 2.2.2 三维编织复合材料吸湿特性试验件 |
| 2.2.3 循环湿热老化试验设备 |
| 2.2.4 试验步骤 |
| 2.3 循环湿热老化试验结果分析 |
| 2.3.1 循环湿热老化三维编织复合材料吸湿特性分析 |
| 2.3.2 循环湿热老化对三维编织复合材料断面形貌的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 循环湿热老化作用下三维编织复合材料静态力学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 准静态力学试验 |
| 3.2.1 试验设备及试验件 |
| 3.2.2 试验结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 循环湿热老化作用下三维编织复合材料动态力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 循环湿热老化作用下三维编织复合材料动态压缩试验 |
| 4.2.1 试验设备 |
| 4.2.2 分离式霍普金森压杆基本原理 |
| 4.2.3 霍普金森杆内应变测量 |
| 4.2.4 动态压缩试验 |
| 4.3 循环湿热老化作用下三维编织复合材料动态压缩试验结果分析 |
| 4.3.1 典型试样高速摄影分析 |
| 4.3.2 不同循环湿热老化天数下三维编织复合复合材料动态力学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 循环湿热老化作用下三维编织复合材料抗冲击性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 高速冲击试验 |
| 5.2.1 试验件 |
| 5.2.2 试验设备 |
| 5.2.3 试验内容 |
| 5.3 试验结果分析 |
| 5.3.1 循环湿热老化作用对靶板抗冲击性能的影响 |
| 5.3.2 三维编织复合材料高速冲击下破坏机理分析 |
| 5.3.3 冲击后形貌分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）碳纤维复合材料传动轴系建模与特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 主要符号和缩写对照表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.1.1 课题背景及研究对象 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 传动轴系动力学模型研究的现状 |
| 1.2.2 CFRP空心轴刚度特性研究现状 |
| 1.2.3 CFRP阻尼特性研究现状 |
| 1.2.4 CFRP传动轴振动研究现状 |
| 1.2.5 CFRP传动轴系振动研究现状 |
| 1.2.6 国内外研究现状总结 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 课题来源 |
| 第2章 CFRP空心轴刚度三维解析模型研究 |
| 2.1 CFRP空心轴结构特点及受力分析 |
| 2.1.1 CFRP空心轴结构特点 |
| 2.1.2 复合材料空心轴受力分析 |
| 2.1.3 复合材料连续交叉离散层建模方法 |
| 2.2 基于连续交叉离散层的CFRP空心轴弯曲刚度模型 |
| 2.2.1 CFRP空心轴弯曲刚度三维解析模型建模 |
| 2.2.2 CFRP空心轴弯曲刚度理论模型对比 |
| 2.2.3 CFRP空心轴弯曲刚度测试 |
| 2.3 基于连续交叉离散层的CFRP空心轴扭转刚度模型 |
| 2.3.1 CFRP空心轴扭转刚度三维解析模型建模 |
| 2.3.2 CFRP空心轴扭转数值分析 |
| 2.3.3 厚壁空心轴扭转实验及结果分析 |
| 2.3.4 薄壁空心轴扭转实验及结果分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 CFRP空心轴改进阻尼数值模型及特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料改进阻尼数值模型与阻尼比测试方法 |
| 3.2.1 基于逆偏轴变换的阻尼损耗因子模型 |
| 3.2.2 复合材料传动空心轴模态阻尼实验方法 |
| 3.3 CFRP阻尼参数的测试、分析及反求 |
| 3.3.1 CFRP层合板阻尼性能测试 |
| 3.3.2 CFRP层合板的模态分析 |
| 3.3.3 单层CFRP阻尼损耗因子反求 |
| 3.4 CFRP空心轴改进阻尼数值模型实验验证 |
| 3.4.1 改进阻尼数值模型结果 |
| 3.4.2 CFRP空心轴试件阻尼测试 |
| 3.4.3 CFRP空心轴试件阻尼结果对比和分析 |
| 3.5 CFRP空心轴阻尼特性分析 |
| 3.5.1 CFRP空心轴阻尼影响因素及影响规律研究 |
| 3.5.2 CFRP空心轴铺层的能量耗散贡献率分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 CFRP传动轴系振动理论模型研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传动轴系的联轴器、轴承和CFRP空心轴等效模型 |
| 4.2.1 膜片联轴器等效刚度模型 |
| 4.2.2 轴承的等效支承刚度模型 |
| 4.2.3 CFRP空心轴的等效刚度和阻尼系数 |
| 4.3 CFRP传动轴系弯曲振动理论建模 |
| 4.3.1 CFRP传动轴系弯曲振动状态传递关系 |
| 4.3.2 CFRP传动轴系自由弯曲振动 |
| 4.3.3 CFRP传动轴系激励弯曲振动 |
| 4.4 CFRP传动轴系扭转振动理论建模 |
| 4.4.1 CFRP传动轴系扭振状态传递关系 |
| 4.4.2 CFRP传动轴系自由扭转振动 |
| 4.4.3 CFRP传动轴系激励扭转振动 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 CFRP传动轴系的动力学特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 重型机床CFRP传动轴系弯曲振动特性分析 |
| 5.2.1 重型机床传动轴系动力学建模因素分析及相关系数确定 |
| 5.2.2 CFRP空心轴刚度对传动轴系弯曲固有频率的影响 |
| 5.2.3 CFRP空心轴刚度/阻尼对传动轴系弯曲振动不平衡响应的影响 |
| 5.2.4 金属传动轴系和CFRP传动轴系弯曲振动对比分析 |
| 5.3 船舶CFRP传动轴系扭转振动特性分析 |
| 5.3.1 CFRP空心轴刚度对传动轴系扭转固有频率的影响 |
| 5.3.2 CFRP空心轴刚度和阻尼对传动轴系激励扭转振动响应的影响 |
| 5.3.3 金属传动轴系和CFRP传动轴系扭转振动对比分析 |
| 5.4 CFRP传动轴系振动稳定性评价 |
| 5.4.1 CFRP传动轴系弯曲振动稳定性评价 |
| 5.4.2 CFRP传动轴系扭转振动稳定性评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 CFRP传动轴系振动试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 CFRP传动轴系弯曲振动试验研究 |
| 6.2.1 CFRP传动轴系弯曲振动测试平台介绍 |
| 6.2.2 CFRP传动轴系弯曲振动测量结果 |
| 6.2.3 金属传动轴系弯曲振动测量结果 |
| 6.2.4 弯曲振动理论分析结果 |
| 6.2.5 CFRP传动轴系弯曲振动理论与试验结果对比 |
| 6.3 CFRP传动轴系扭转振动试验研究 |
| 6.3.1 CFRP传动轴系扭转振动测试平台介绍 |
| 6.3.2 传动轴系扭转振动测量结果 |
| 6.3.3 CFRP传动轴系扭转振动理论分析结果 |
| 6.3.4 CFRP传动轴系扭转振动理论与试验对比 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及科研成果 |
（7）Z-pin增强复合材料加筋蒙皮结构力学性能及损伤机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 复合材料加筋壁板结构 |
| 1.2.1 成型及连接方法 |
| 1.2.2 屈曲及后屈曲承载性能 |
| 1.2.3 冲击损伤及损伤容限 |
| 1.2.4 疲劳性能 |
| 1.2.5 失效模式 |
| 1.3 复合材料三维增强技术概况 |
| 1.4 Z-pin增强技术国内外研究现状 |
| 1.4.1 Z-pin增强工艺方法及自动化 |
| 1.4.2 Z-pin增强复合材料力学性能研究 |
| 1.4.3 Z-pin增强机理研究 |
| 1.4.4 Z-pin连接技术研究 |
| 1.5 课题研究意义及主要内容 |
| 1.6 课题创新点 |
| 第二章 Z-pin层间增强机理及桥联效率分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料及设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 Z-pin桥率试验 |
| 2.3.2 Z-pin拉伸试验 |
| 2.4 Z-pin增强机理 |
| 2.4.1 桥联力机制 |
| 2.4.2 能量耗散机制 |
| 2.5 Z-pin桥联作用影响因素分析 |
| 2.5.1 有限元模型 |
| 2.5.2 模型分析 |
| 2.6 加捻纤维增强Z-pin |
| 2.6.1 加捻纤维增强Z-pin的制备 |
| 2.6.2 Z-pin/层合板结合性能 |
| 2.6.3 Z-pin拉伸性能 |
| 2.6.4 大厚度构件增强工艺 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 Z-pin增强蒙皮/加筋粘接面静态抗脱粘性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Z-pin增强蒙皮/加筋简化试样制备 |
| 3.2.1 试验材料及设备 |
| 3.2.2 制备方法 |
| 3.2.3 微观结构特征 |
| 3.3 试验方法 |
| 3.3.1 横向弯曲试验 |
| 3.3.2 横向拉伸试验 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 横向弯曲试验 |
| 3.4.1.1 载荷-位移关系 |
| 3.4.1.2 试验结果及分析 |
| 3.4.1.3 增强机理分析 |
| 3.4.2 横向拉伸试验 |
| 3.4.2.1 应力-应变关系 |
| 3.4.2.2 试验结果及分析 |
| 3.4.2.3 增强机理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Z-pin增强蒙皮/加筋静态脱粘有限元模拟及分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型的建立及验证 |
| 4.2.1 无Z-pin增强模型 |
| 4.2.1.1 内聚单元本构模型 |
| 4.2.1.2 收敛性分析 |
| 4.2.1.3 模型的验证 |
| 4.2.2 Z-pin增强条状模型 |
| 4.2.2.1 Z-pin增强区域内聚单元本构关系 |
| 4.2.2.2 模型的验证及分析 |
| 4.3 模型分析 |
| 4.3.1 边缘距离的影响 |
| 4.3.2 Z-pin植入间距的影响 |
| 4.3.3 Z-pin桥联作用参数的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Z-pin增强蒙皮/加筋粘接面疲劳裂纹扩展机制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验材料及设备 |
| 5.3 试验方法 |
| 5.3.1 横向拉伸疲劳试验 |
| 5.3.2 横向弯曲疲劳试验 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 横向拉伸疲劳试验 |
| 5.4.1.1 疲劳裂纹形成 |
| 5.4.1.2 疲劳裂纹扩展 |
| 5.4.1.3 裂纹扩展路径 |
| 5.4.2 横向弯曲疲劳试验 |
| 5.4.2.1 疲劳裂纹形成 |
| 5.4.2.2 疲劳裂纹扩展 |
| 5.4.2.3 裂纹扩展路径 |
| 5.4.2.4 结构剩余承载性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 Z-pin增强航空用典型加筋蒙皮结构冲击损伤研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验材料及设备 |
| 6.3 Z-pin增强T型加筋蒙皮结构冲击损伤研究 |
| 6.3.1 试样制备及试验方法 |
| 6.3.2 试验结果与讨论 |
| 6.3.2.1 冲击力学响应 |
| 6.3.2.2 冲击损伤 |
| 6.3.2.3 剩余承载力 |
| 6.3.3 有限元模型分析 |
| 6.3.3.1 Hashin失效准则及损伤演化 |
| 6.3.3.2 界面失效准则定义 |
| 6.3.3.3 有限元模型的建立 |
| 6.3.3.4 模型验证与分析 |
| 6.4 Z-pin增强帽型加筋蒙皮结构冲击损伤研究 |
| 6.4.1 试样制备及试验方法 |
| 6.4.2 试验结果与讨论 |
| 6.4.2.1 冲击力学响应 |
| 6.4.2.2 冲击损伤 |
| 6.4.3 有限元模型分析 |
| 6.4.3.1 模型的建立 |
| 6.4.3.2 模型的验证与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）新型环氧树脂基耐磨复合材料的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 前言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 复合材料 |
| 1.1.1 复合材料概述 |
| 1.1.2 复合材料的性能特点 |
| 1.1.3 复合材料的应用和发展前景 |
| 1.2 聚合物基复合材料的摩擦学特性 |
| 1.3 环氧树脂及其复合材料 |
| 1.3.1 环氧树脂及其性能 |
| 1.3.2 环氧树脂基复合材料 |
| 1.3.3 环氧树脂基复合材料界面性能研究进展 |
| 1.4 碳纳米管增强环氧树脂复合材料的研究进展 |
| 1.4.1 碳纳米管概述 |
| 1.4.2 碳纳米管增强环氧树脂复合材料的力学性能 |
| 1.4.3 碳纳米管增强环氧树脂复合材料的传热性能 |
| 1.4.4 碳纳米管增强环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能 |
| 1.5 环氧树脂基复合涂层研究现状 |
| 1.5.1 环氧树脂基复合涂层的研究进展 |
| 1.5.2 环氧树脂基复合涂层的表面润湿性能 |
| 1.5.3 环氧树脂基复合涂层目前存在的问题 |
| 1.6 论文的选题依据及研究内容 |
| 第二章 多巴胺改性碳纳米管接枝海绵增强的环氧树脂复合材料的制备及其性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验药品及仪器 |
| 2.2.2 样品制备 |
| 2.2.3 样品表征 |
| 2.2.4 力学及摩擦学性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 多巴胺功能化碳纳米管的TEM分析 |
| 2.3.2 原始海绵与改性海绵的红外（FT-IR）分析 |
| 2.3.3 CNT-PDA-PU海绵与CNT-PDA/PU3D/EP复合材料的形貌分析 |
| 2.3.4 耐热性能测试分析 |
| 2.3.5 力学性能测试分析 |
| 2.3.6 摩擦磨损性能测试分析 |
| 2.3.7 磨损面SEM分析 |
| 2.3.8 减磨耐磨机理分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 碳纳米管增强的PVDF/EP复合材料的力学及摩擦学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验药品及仪器 |
| 3.2.2 样品制备 |
| 3.2.3 力学性能测试 |
| 3.2.4 摩擦磨损性能测试 |
| 3.2.5 样品表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 红外光谱分析 |
| 3.3.2 PVDF/EP复合材料变色机理分析 |
| 3.3.3 力学性能测试分析 |
| 3.3.4 断裂面SEM分析 |
| 3.3.5 PVDF和CNTs含量对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
| 3.3.6 磨损面SEM分析 |
| 3.3.7 滑行速度对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
| 3.3.8 载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响 |
| 3.3.9 对偶面SEM-EDS分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 纤维布/环氧复合材料超疏水耐磨涂层的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验药品及仪器 |
| 4.2.2 样品制备 |
| 4.2.3 摩擦磨损性能测试 |
| 4.2.4 粘附力性能测试 |
| 4.2.5 样品表征 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 原始绵纤维布、刻蚀纤维布及疏水纤维布的红外分析 |
| 4.3.2 棉纤维表面基团变化分析 |
| 4.3.3 原始绵纤维布、刻蚀纤维布及疏水纤维布的形貌分析 |
| 4.3.4 纤维布/环氧复合材料涂层的表面润湿性能分析 |
| 4.3.5 纤维布/环氧复合材料超疏水涂层的摩擦磨损性能分析 |
| 4.3.6 纤维布/环氧复合材料超疏水耐磨涂层的粘附力性能分析 |
| 4.3.7 纤维布/环氧复合材料超疏水耐磨涂层的耐酸碱性能分析 |
| 4.3.8 环氧溶液组成对纤维布/环氧复合材料涂层性能的影响分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章及获奖情况 |
| 致谢 |
（9）电—热/湿作用下碳纤维树脂基复合材料损伤特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 碳纤维复合材料简介 |
| 1.1.2 复合材料在民航客机的使用现状 |
| 1.2 碳纤维复合材料湿热老化和电热作用 |
| 1.2.1 CFRP的吸湿扩散机理 |
| 1.2.2 CFRP的吸湿老化机理 |
| 1.2.3 电热作用 |
| 1.2.4 湿热老化和电热作用的研究 |
| 1.3 研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验材料及实验仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 复合材料层板制备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 电热作用实验 |
| 2.3.2 恒温吸湿实验 |
| 2.4 测试与表征 |
| 2.4.1 电阻率测定 |
| 2.4.2 红外光谱测试 |
| 2.4.3 纳米压痕测试 |
| 2.4.4 弯曲性能测试 |
| 2.4.5 扫描电镜观察 |
| 2.4.6 激光共聚焦显微镜观察 |
| 第三章 电热作用对碳纤维树脂基复合材料吸湿行为的影响 |
| 3.1 CFRP电热响应 |
| 3.2 CFRP吸湿特性 |
| 3.3 CFRP成分分析 |
| 3.4 CFRP弯曲性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 湿热及电热作用对碳纤维树脂基复合材料弯曲性能的影响 |
| 4.1 CFRP吸湿及电热特性 |
| 4.2 CFRP脱水特性 |
| 4.3 CFRP弯曲性能 |
| 4.4 CFRP断口形貌 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 湿热电热循环作用对碳纤维树脂基复合材料界面性能的影响 |
| 5.1 循环处理下CFRP吸湿特性 |
| 5.2 循环处理下CFRP脱水特性 |
| 5.3 循环处理下CFRP成分分析 |
| 5.4 循环处理下CFRP界面力学性能 |
| 5.5 循环处理下CFRP弯曲性能 |
| 5.6 循环处理下CFRP弯曲断口形貌 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（10）新型轻质复合材料夹芯结构振动阻尼性能研究进展（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 阻尼机理 |
| 2 国内外研究现状及分析 |
| 2.1 复合材料简单层合结构 |
| 2.1.1 微观力学模型 |
| 2.1.2 宏观力学模型 |
| 2.2 复合材料阻尼夹层结构 |
| 2.3 复合材料轻质夹层结构 |
| 3 结论与展望 |
四、三维编织碳纤维/环氧复合材料的吸湿特性及外应力的影响（论文参考文献）
- [1]碳纤维纬编针织物增强复合材料层合板的力学性能[D]. 田芩. 河北科技大学, 2021
- [2]湿热环境下组分材料的力学性能试验与分析研究[D]. 易阅城. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [3]湿热与拉伸载荷耦合作用下玻纤/环氧复合材料的吸湿特性[J]. 孙同生,于存贵,杨文超,仲健林. 复合材料科学与工程, 2020(05)
- [4]湿-热-载荷共同作用下碳纤维增强环氧树脂基复合材料老化性能研究[J]. 南田田,赵亮,孟玲宇,吴伟萍,费春东. 纤维复合材料, 2020(01)
- [5]循环湿热作用下三维编织复合材料力学性能与抗冲击性能研究[D]. 徐凯龙. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [6]碳纤维复合材料传动轴系建模与特性研究[D]. 杨沫. 武汉理工大学, 2018(07)
- [7]Z-pin增强复合材料加筋蒙皮结构力学性能及损伤机理研究[D]. 张向阳. 南京航空航天大学, 2017(01)
- [8]新型环氧树脂基耐磨复合材料的制备及其性能研究[D]. 王蕊. 东北石油大学, 2017(02)
- [9]电—热/湿作用下碳纤维树脂基复合材料损伤特性研究[D]. 毕亚芳. 中国民航大学, 2017(01)
- [10]新型轻质复合材料夹芯结构振动阻尼性能研究进展[J]. 马力,杨金水. 应用数学和力学, 2017(04)