連續(xù)碳纖維增強復合材料力學性能優(yōu)異,在工業(yè)領域應用廣泛。然而復合材料構件的性能在使用過程中難免遭受各種外力影響,對低速沖擊尤為敏感。因此,復合材料層合板的低速沖擊后的損傷及其剩余強度問題具有很高的研究價值。隨著材料科學技術的發(fā)展,越來越多的納米增強相被用于提高復合材料各項力學性能。本文將不同體積分數(shù)的二氧化硅納米顆粒引入連續(xù)碳纖維增強復合材料的樹脂基體,對形成的微納米多相復合材料層合板的低速沖擊后剩余壓縮強度進行了實驗研究,通過比較沖擊后的荷載時程曲線、能量時程曲線和荷載位移曲線,分析了納米顆粒的加入對于微納米多相復合材料層合板抗沖擊性能的影響。利用超聲探傷技術對層合板內部形成的沖擊損傷區(qū)域進行定量表征,探究了沖擊損傷區(qū)域的形狀規(guī)律,總結了損傷區(qū)域的尺寸隨層合板厚度、沖擊能量和納米顆粒體積分數(shù)的變化規(guī)律。在低速沖擊后的層合板試件的剩余壓縮強度試驗中,利用數(shù)字圖像相關方法對試驗過程中的層合板損傷區(qū)域的應變場進行了準確測量,基于高速攝影機追蹤了層合板壓縮破壞時的裂紋擴展過程,對沖擊后壓縮試驗中層合板損傷區(qū)域的應變場演化進行了分析。最后通過有限元仿真的方法建立起復合材料層合板受到?jīng)_擊后損傷區(qū)域和沖擊后層合板剩余壓縮強度之間的聯(lián)系,利用損傷區(qū)域定量化表征的方法,發(fā)展了層合板的剩余壓縮強度預測模型,預測結果與試驗結果達到良好的一致性。
【學位單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

華南理工大學碩士學位論文將按照表 2-2 的配比配好的試劑攪拌均勻后，樹脂置于真空器皿中抽氣半個小時，去除試劑中殘余氣泡后進行固化。固化分為前固化和后固化，前固化為 60℃加熱 480min然后繼續(xù)在烘箱中升溫至 100℃保持 120 分鐘；后固化在烘箱中 150℃保持 300 分鐘。本實驗制作碳纖維復合材料所使用的工藝基礎是真空輔助樹脂傳遞模塑工藝[78]，簡稱VARTM，原理如圖2-1，該工藝的成品具有較好的質量（孔隙率低，纖維含量高等），同時，該工藝適用于質量要求高、小批量和尺寸較大的制品，因此常被實驗室用于制造碳纖維復合材料層合板。由于本文中制備的層合板是[45/0/-45/90]2S的鋪層方式，所以與傳統(tǒng)的VARTM工藝有所不同的是，本文采用兩進兩出的真空輔助樹脂模塑工藝，如圖2-2所示。

制備[45/0/-45/90]

升溫至100℃保持120分鐘；后固化在烘箱中150℃保持300分鐘。前固化完成后，需要將層合板從模具中取下來以后，拆掉導流網(wǎng)、脫模布和真空膜再放進去進行后固化。最終后固化后成型的樣品如圖2-3所示；
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 吳國清;潘英才;張宗科;黃正;;超輕纖維金屬層合板的研究進展[J];航空制造技術;2016年Z2期

2 程小全,趙龍,張怡寧;縫合復合材料可用性——簡單層合板的基本性能[J];北京航空航天大學學報;2003年11期

3 陳綱,桂良進,酈正能,寇長河;縫紉層合板低速沖擊損傷有限元分析[J];航空學報;2002年01期

4 何陵輝;層合板應力的一種簡單計算方法[J];復合材料學報;1994年03期

5 郭吉坦;;用變分原理推導復合材料薄層合板的非線性彎曲方程[J];大連鐵道學院學報;1987年03期

6 黃黔;雜交能變分原理及層合板三維理論的基礎——分析復合材料層間應力的新方法[J];應用數(shù)學和力學;1988年07期

7 單輝祖,楊乃文;用解析-數(shù)值混合法分析層合板的孔邊應力[J];航空學報;1988年01期

8 李實,唐羽章;〔0_m/90_n〕_s層合板最大承載能力預測[J];宇航材料工藝;1988年04期

9 王穎堅;離散罰函數(shù)法在層合板穩(wěn)定性計算中的應用[J];力學與實踐;1988年03期

10 袁龍江,王興業(yè);[0/90]s層合板雙軸載荷強度特性研究[J];固體火箭技術;1988年02期

相關博士學位論文 前10條

1 宋丹龍;CFRP結構干涉連接區(qū)域損傷萌生機理與控制方法研究[D];西北工業(yè)大學;2016年

2 聶慧慧;Al/Mg/Al層合板的微觀組織結構和熱變形行為[D];太原理工大學;2017年

3 宮文然;含分層損傷復合材料（CFRP）層合板結構屈曲和后屈曲力學行為研究[D];天津大學;2015年

4 王向陽;復合材料層合板結構的可靠性優(yōu)化和魯棒優(yōu)化研究[D];華中科技大學;2004年

5 謝昱;層合板的應力分析及其剝離[D];清華大學;1988年

6 王丹勇;層合板接頭損傷失效與疲勞壽命研究[D];南京航空航天大學;2006年

7 田爽;玻璃纖維增強鋁合金層合板低速沖擊損傷特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

8 辛士紅;纖維增強樹脂基復合材料層合板抗侵徹性能數(shù)值模擬研究[D];中國科學技術大學;2015年

9 王曉丹;滿足層間連續(xù)條件的層合板理論及其準確和高效的板單元[D];天津大學;2015年

10 白士剛;玻璃纖維增強鋁合金層合板疲勞裂紋擴展的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 張曉瑩;連接形式對GLARE層合板連接結構振動特性影響的分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

2 彭佳琦;熱聲載荷下螺栓連接復合材料壁板非線性振動響應分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

3 鞠珊珊;玄武巖纖維增強金屬層合板的制備及其性能優(yōu)化研究[D];吉林大學;2018年

4 李思可;復合材料彈箱的沖擊作用工況及應力分析[D];南京理工大學;2018年

5 夏飛;基于一階剪切理論的分層復合材料濕熱屈曲的多尺度分析[D];暨南大學;2018年

6 劉衍峰;沉頭螺栓與GLARE層合板連接結構面外拉脫力學性能分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

7 何明昌;薄鋪層層合板的力學性能及損傷破壞模式研究[D];國防科學技術大學;2016年

8 楊亞柳;復合材料懸臂層合板振動特性研究[D];哈爾濱工程大學;2018年

9 周國統(tǒng);層合板層間拉伸及剪切性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

10 閃志剛;復合材料與金屬混合的熱防護波紋夾芯結構設計[D];南京航空航天大學;2018年

本文編號：2849709