【摘 要】
：
相比于传统碳纤维增强热固性复合材料，碳纤维增强热塑性复合材料具有更好的抗冲击韧性、损伤容限以及耐阻燃性，同时可回收利用、可熔融焊接。本文采用连续碳纤维增强高性能聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料，对复合材料三维点阵夹芯结构的制备工艺和力学性能进行了研究。结合CF/PEEK的可反复加热，可熔融连接特点，提出了模具热冲压法制备点阵芯子。建立了CF/PEEK复合材料点阵结构在平压载荷作用下的理论分析模型
【机 构】
：
哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150058
论文部分内容阅读
相比于传统碳纤维增强热固性复合材料，碳纤维增强热塑性复合材料具有更好的抗冲击韧性、损伤容限以及耐阻燃性，同时可回收利用、可熔融焊接。本文采用连续碳纤维增强高性能聚醚醚酮(CF/PEEK)复合材料，对复合材料三维点阵夹芯结构的制备工艺和力学性能进行了研究。结合CF/PEEK的可反复加热，可熔融连接特点，提出了模具热冲压法制备点阵芯子。建立了CF/PEEK复合材料点阵结构在平压载荷作用下的理论分析模型，给出了不同失效模式所对应的压缩强度公式。对CF/PEEK复合材料点阵结构进行了平压试验，观察了其失效模式。采用ABAQUS对CF/PEEK复合材料点阵结构的平压过程进行了模拟，将有限元结果和试验结果进行对比表明有限元模型很好的预测了CF/PEEK复合材料点阵结构在平压载荷下的结构响应。
其他文献
提出考虑高温气化反应的焦炭粉化功耗理论方程，该能量方程建立在物料粉碎的两种体积假说基础上。将焦炭气化反应的失碳率、局部反应梯度(反应模式的表征)、初始气孔率引入到经典体积学说理论中，从而得到焦炭劣化度(粉化率)、高温气化反应及粉碎功之间的定量关系。所得到的理论方程包含了在焦炭制备和炼铁生产中控制焦炭高温粉化的多种因素所应遵循的理论制衡关系。
柔性传感器在未来的生活和工作中具有越来越重要的地位，本文介绍了一种柔性传感材料的制备，利用三聚氰胺泡沫碳化制备碳泡沫，然后与聚合物水凝胶复合形成碳泡沫/水凝胶复合材料.在这种材料中，在碳泡沫骨架和水凝胶的界面上会形成双电层(EDL)电容，其电容值随着碳泡沫骨架与水凝胶的接触面积变化而变化，而接触面积又随着外加载荷的变化而变化.因此，我们利用这一原理来实现对多种力学激励模式，如拉伸和垂直压力的高灵敏
聚合物多孔整体材料(Polymer monolith)是一种融合了多孔材料及聚合物基体优异性能的新型整体材料,它具有相互连通的多级孔结构,孔隙较多、比表面积大、吸附速率快,吸附容量大,传质效率佳,被广泛应用于组织工程、吸附、离子交换、催化和传感等方面,已成为新材料研究热点之一.制备多孔整体材料方法主要有原位聚合法、相分离法、气体发泡法、自组装法等,制备方法较为简单且日益成熟.其中,相分离法由于具有
通过数值模拟的方法研究了几种典型损伤形式与复合材料层合板表面应变分布的关系，分析发现：层板表面应变对内部损伤的反映程度随损伤所在深度的增大而显著减小；铺层方向影响表面应变对损伤的敏感程度；拉伸时分层损伤对表面应变影响不大，而压缩时有明显应变集中现象；含孔复合材料层合板在静力损伤过程中，表面应变沿着铺层方向呈明显的带状分布，其应变集中区域与损伤部位基本保持一致。通过表面应变场分布特征和应变数值变化参
利用实验室X射线计算机断层扫描技术对C/C-SiC复合材料的微观结构和力学损伤进行微观观测.经先驱体浸渍裂解法制备的三维五向复合材料具有12.5％的孔隙率，残留较大呈不连续网格状的束间孔隙，在单边开槽断裂韧性实验中，开槽顶端受拉区域裂纹成贯穿状，而在接近压头区域裂纹主要沿着纤维束界面发展；经气相渗硅法制备的三维针刺复合材料具有9.5％的孔隙率，孔隙多分布在短切纤维层，在压缩实验中损伤主要分布在平行
石墨烯(GNS)和碳纳米管(CNTs)作为导电填料混入环氧树脂基体中，而后用改性的基体制备单向碳纤维复合材料。电阻率测试发现石墨烯和碳纳米管改性碳纤维复合材料的厚度方向电阻率相对于普通碳纤维复合材料降低了近20倍。为了评估材料的层间韧性与裂纹监测灵敏度开展了一系列双悬臂梁实验(DCB)，结果表明改性复合材料的裂纹监测灵敏度有所提高，与现有模型预测结果一致。同时改性复合材料的层间断裂韧性明显提高。扫
提出将碳纳米管薄膜作为智能传感层布置在复合材料筒舱结构表面，结合电阻抗成像(EIT)方法，根据薄膜边界电压的变化，重建冲击引起的电导率变化图像，为结构的损伤监测提供有效信息。采用Tikhonov正则化算法来重建电导率变化图像，分别通过L曲线和GCV准则来选取不同的正则化参数。实验结果表明两种不同的正则化参数选取方法均可有效地确定冲击的位置，利用碳纳米管薄膜对复合材料结构进行健康监测是可行和有效的。
采用将应力波和时频分析相结合的方法，对疲劳状态下的玻璃纤维增强复合材料层板结构进行在线连续监测。利用小波变换对由压电传感元件激励和接收的应力波信号在时频域进行分析，提取信号特征以及测量出应力波的传播速度用于表征疲劳损伤的产生与发展；引入马氏平方距离，通过融合多个信号特征，确定复合材料结构中是否存在疲劳损伤。同时，使用激光位移引伸计获取复合材料结构在疲劳状态下的刚度变化与基于应力波的方法进行对比。实
在高频Lamb波的复合材料结构微小损伤监测中,Lamb波频散效应会使监测信号的波包发生扩展,并改变波包形状及其时域位置,从而最终影响监测结果。为此,本文研究了高频Lamb波信号重构的频散补偿方法,并用于提高微小损伤监测的分辨率和准确度。首先讨论了Lamb波信号重构的基本原理和实现过程,然后提出了基于高频Lamb波信号重构的高分辨率微小损伤成像方法。最后,在玻璃纤维复合材料板结构上进行了微小损伤成像
为实现大尺寸CFRP材料内部缺陷的检测，利用超声冲击共振法简单易操作的特点，使用XY桌面级绘图仪连接NLAD Cheetah超声共振法检测设备，对蜂窝夹层结构复合材料预置缺陷件进行检测，并实时记录检测位置和缺陷状况，验证超声共振法的可行性与准确度。搭建大尺寸复合材料构件缺陷检测平台，利用Makeblock机器人小车带动NLAD Cheetah超声检测设备在试样表面匀速运动与检测，实时记录并分析实验