论文部分内容阅读
近些年来，随着技术的快速发展，航空航天、机械工程等领域的机械设备趋于高速、高效和自动化，然而在设备高速运转过程中随之而来的振动以及噪声等问题也逐渐凸显出来。因此寻找合适的阻尼材料来进行减振降噪显得尤为重要。在很多工程实际应用中不仅需要材料具备优异的阻尼性能，还要保证力学性能能够满足使用要求。由于三维编织纤维增强复合材料具有良好的整体性和力学性能，在此基础上进一步提高其阻尼性能，可以作为结构阻尼复合材料来使用。本文使用表面改性的方法，在保证力学性能的同时，进一步提高纤维增强复合材料的阻尼性能，以期望达到结构阻尼复合材料的使用要求，并通过对三维编织工艺的探究，建立了三维编织纤维的结构模型，对编织纤维复合材料的力学性能和阻尼性能进行了初步的有限元模拟。 本文通过聚偏氟乙烯（PVDF）对三维编织碳纤维预制件进行涂层改性，并通过树脂传递模塑工艺（RTM）制备了三维编织碳纤维增强树脂基复合材料（PVDF-CF3D/EP），探究了不同涂层厚度对复合材料力学性能和阻尼性能的影响。并在此基础上探讨了PVDF和多巴胺（pDA）双涂层改性及不同涂层顺序对复合材料力学性能和阻尼性能的影响。同时，利用CATIA软件对编织纤维进行了结构模型的建立，使用ANSYS Workbench软件对其进行了力学性能和阻尼性能的有限元模拟。 研究结果表明：PVDF涂层改性可以在保证纤维增强复合材料力学性能的前提下提高其阻尼性能，且复合材料的力学性能和阻尼性能与涂覆的PVDF的浓度直接相关。随着PVDF浓度的增加复合材料的阻尼性能大大提高，但其弯曲强度和剪切性能随之略有下降，而冲击强度则呈现先增后减的趋势；经过PVDF和pDA双涂层改性的纤维增强复合材料比PVDF单一涂层改性的复合材料具有更加优异的力学性能和阻尼性能，并且当pDA涂层在外层时比pDA涂层在里层时综合性能更加优异。结合实验和有限元模拟的结果，验证了有限元模拟的可行性，为进一步深入研究奠定一定基础。