圍繞新型織物增強(qiáng)形狀記憶復(fù)合材料空間可展桁架,總結(jié)了材料研制、結(jié)構(gòu)制備、形狀記憶行為、多尺度力學(xué)模型和地面試驗(yàn)的相關(guān)研究進(jìn)展。可展桁架縱桿為織物增強(qiáng)復(fù)合材料制成的薄壁管,復(fù)合材料是將二維碳纖維織物添加到環(huán)氧形狀記憶樹(shù)脂中制備而成,通過(guò)調(diào)整基體樹(shù)脂和固化劑的配比可控制材料的形狀記憶性能�；谙嘧兝碚摌�(gòu)建了形狀記憶本構(gòu)模型,并應(yīng)用三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)微觀、細(xì)觀、宏觀多尺度方法,計(jì)算了復(fù)合材料的均勻ABD剛度矩陣,依據(jù)Kirchhoff假設(shè)推導(dǎo)了薄壁管等效空間梁?jiǎn)卧�。搭建地面技術(shù)演示平臺(tái),驗(yàn)證形狀記憶可展桁架單元收納比達(dá)到50:1,形狀恢復(fù)率約為100%。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2020,56(05)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

環(huán)氧SMP的DMA曲線圖

圖2顯示了不同樣品的斷裂伸長(zhǎng)率和橡膠態(tài)模量。由于試樣4交聯(lián)密度較高，因此伸長(zhǎng)率較低(40%)、模量較高(14 MPa)。試樣3的伸長(zhǎng)率和模量與試樣4相似，材料性質(zhì)變化不大。當(dāng)兩種單體的摩爾比例小于1.67時(shí)，伸長(zhǎng)率隨著摩爾比例的下降顯著增加，模量變化趨勢(shì)相反。值得特別注意的是，交聯(lián)密度最低的試樣1具有最小的模量(4 MPa)和最大的伸長(zhǎng)率(111%)。圖3定性地顯示了環(huán)氧SMP材料的形狀記憶性能。在圖3a中，從左到右分別是試樣1到試樣4。增加溫度到所有材料的Tg值以上時(shí)，施加一定的外力后樣品扭曲變形。在保持外力的情況下降溫至室溫，撤去外力，所有樣品固定臨時(shí)形狀，見(jiàn)圖3b。將樣品浸入到60℃水浴中，試樣1在5s后恢復(fù)，其他樣品保持不變。當(dāng)水浴溫度達(dá)到70℃時(shí)，試樣2恢復(fù)。隨著水浴溫度進(jìn)一步上升到80℃，試樣3在5 s內(nèi)恢復(fù)，試樣4在20 s內(nèi)恢復(fù)。所有樣品的形狀記憶性能測(cè)試進(jìn)一步總結(jié)在表1中，所有樣品的Rf都高于99%,Rr都高于97%，環(huán)氧SMP都具有良好的形狀記憶性能。

圖3定性地顯示了環(huán)氧SMP材料的形狀記憶性能。在圖3a中，從左到右分別是試樣1到試樣4。增加溫度到所有材料的Tg值以上時(shí)，施加一定的外力后樣品扭曲變形。在保持外力的情況下降溫至室溫，撤去外力，所有樣品固定臨時(shí)形狀，見(jiàn)圖3b。將樣品浸入到60℃水浴中，試樣1在5s后恢復(fù)，其他樣品保持不變。當(dāng)水浴溫度達(dá)到70℃時(shí)，試樣2恢復(fù)。隨著水浴溫度進(jìn)一步上升到80℃，試樣3在5 s內(nèi)恢復(fù)，試樣4在20 s內(nèi)恢復(fù)。所有樣品的形狀記憶性能測(cè)試進(jìn)一步總結(jié)在表1中，所有樣品的Rf都高于99%,Rr都高于97%，環(huán)氧SMP都具有良好的形狀記憶性能。試樣1的高應(yīng)變形狀記憶性能如圖4所示。將環(huán)氧SMP制成如圖4a所示的緊密彈簧，彈簧可被拉為臨時(shí)形狀，并且能夠恢復(fù)至初始形狀。圖4b顯示的是一個(gè)正方形樣品，該樣品可沿中線折疊，折疊三次后樣品未破壞，且樣品可完全恢復(fù)。為了驗(yàn)證高應(yīng)變環(huán)氧SMP的穩(wěn)定性，采用上述方法測(cè)試了制成兩個(gè)月后的樣品變形-恢復(fù)性能，該樣品形狀記憶性能沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明高應(yīng)變形狀記憶環(huán)氧SMP在觀測(cè)時(shí)間內(nèi)性能穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)】：
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