濕熱老化對(duì)碳纖維-環(huán)氧樹脂板材拉伸疲勞性能的影響.pdf

1、 國內(nèi)圖書分類號(hào)：TB332 學(xué)校代碼：10213 國際圖書分類號(hào)：624 密級(jí)：公開 工學(xué)碩士學(xué)位論文 工學(xué)碩士學(xué)位論文 濕熱老化對(duì)碳纖維/環(huán)氧樹脂板材拉伸疲勞性能的影響 碩 士 研 究 生 ： 方 毅 導(dǎo) 師 ： 咸貴軍 教授 申 請(qǐng) 學(xué) 位 ： 工學(xué)碩士 學(xué) 科 ： 土木工程材料

2、所 在 單 位 ： 土木工程學(xué)院 答 辯 日 期 ： 2016 年 12 月 授予學(xué)位單位 ： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士論文 -I- 摘 要 碳纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料（CFRP）由于比強(qiáng)度與比模量大、密度小、耐久性好、 可加工性優(yōu)異等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域。 與其它工程材料一樣， CFRP適用于特定的環(huán)境條件，其中濕熱老化對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響最為嚴(yán)重。此外承力復(fù)合材料構(gòu)件還要承受復(fù)雜的外荷載

3、作用，濕熱老化與交變外荷載均嚴(yán)重影響 FRP 材料的使用性能，但目前濕熱老化對(duì) CFRP 疲勞性能的影響尚未有較為精確的評(píng)價(jià)體系，一定程度上限制了 CFRP 在土木工程領(lǐng)域中的應(yīng)用。 本文采用升溫加速試驗(yàn)方法，系統(tǒng)研究了單向連續(xù)碳纖維布增強(qiáng)環(huán)氧樹脂濕法成型板材，在水浸泡下長(zhǎng)期性能的退化以及水浸泡對(duì)拉伸疲勞性能的影響。研究?jī)?nèi)容主要包括：1）20° C、40° C 和 60° C 水浸泡后 CFRP 板材的吸水

4、率、拉伸強(qiáng)度、拉伸模量及熱力學(xué)性能隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律；2）未浸泡處理的 CFRP 板材在不同應(yīng)力水平下的拉伸疲勞性能，并通過不同的 S-N 曲線模型對(duì) CFRP 板材進(jìn)行拉伸疲勞壽命預(yù)測(cè)，揭示了 CFRP 板材的拉伸疲勞損傷機(jī)理；3）20° C、40° C 和60° C 水浸泡后 CFRP 板材在相同應(yīng)力水平下的拉伸疲勞性能隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律，并通過 SEM 圖像、拋磨圖像揭示其影響機(jī)理。 試驗(yàn)結(jié)果表明

5、：1）CFRP 板材的吸水過程符合兩階段水吸收模型，最大吸水量隨浸泡溫度和時(shí)間增加而不斷增多，由于水分子的溶脹、塑化及水解作用，水浸泡后樹脂基體的性能發(fā)生退化， 導(dǎo)致 CFRP 板材的整體力學(xué)和熱力學(xué)性能降低；2）隨著應(yīng)力水平的增大，未浸泡的 CFRP 板材的拉伸疲勞壽命逐步降低，采用Whitney 模型和 Sendeckyj 模型擬合結(jié)果表明：在 85%的可靠度下 CFRP 板材能分別在 67.87%和 71.85%的抗拉承載力下經(jīng)過