三維編織復合材料沖擊壓縮性質(zhì)的低溫效應.pdf

1、三維編織復合材料不需要機械加工可一次成型復雜的工程部件，具有很好的整體性和細觀可設計性，在沖擊載荷作用下具有很好的抗分層能力。由于以上優(yōu)點，三維編織復合材料成為航空、航天等領(lǐng)域的重要結(jié)構(gòu)材料。三維編織復合材料在實際應用中會受到低溫與沖擊載荷條件，研究三維編織復合材料在低溫下動態(tài)沖擊行為對于部件設計和安全使用具有重要意義。
　　本文依據(jù)試驗要求成功搭建分離式Hopkinson壓桿測試系統(tǒng)和低溫裝置，探索低溫下動態(tài)沖擊壓縮測試技術(shù)。根

2、據(jù)試驗要求通過三維四步法編織和真空輔助樹脂傳遞模塑成型工藝完成三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料的制備。利用研制的低溫動態(tài)沖擊壓縮測試技術(shù)對三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料和環(huán)氧樹脂基體的沖擊壓縮性能測試，分別測試材料在-100℃、-50℃和23℃三個溫度點以及不同沖擊氣壓（應變率）條件下的壓縮性能，結(jié)合環(huán)氧樹脂基體的溫度動力學性能測試，研究三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料沖擊壓縮性質(zhì)的低溫效應和應變率效應。具體方法和結(jié)論如下：
　

3、　（1）采用DMA-Q800對環(huán)氧樹脂進行熱力學性質(zhì)進行測試，進行-100℃到25℃間的溫度掃描。測試結(jié)果表明，環(huán)氧樹脂的存儲模量、損耗模量和損耗角正切隨著溫度的升高而降低。
　　（2）利用設計的低溫沖擊壓縮測試系統(tǒng)對三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料和環(huán)氧樹脂澆注體進行壓縮測試，得到不同應變率和溫度下的應力應變曲線。研究發(fā)現(xiàn)三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料和環(huán)氧樹脂澆注體具有明顯的溫度和應變率效應。
　　（3）結(jié)合環(huán)氧樹脂低

4、溫條件下熱力學性質(zhì)以及環(huán)氧樹脂澆注體低溫下的沖擊壓縮性質(zhì)，對三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料和環(huán)氧樹脂澆注體的沖擊壓縮應力應變曲線進行分析。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂澆注體的失效應力和壓縮模量隨著溫度的升高而降低，而壓縮模量隨著應變率的升高而升高。三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復合材料的壓縮模量、失效應力及比能量吸收隨著溫度的升高而降低，面外壓縮方向的失效應變隨著溫度的升高而升高；隨著應變率的升高，壓縮模量、失效應變、失效應力及比能量吸收升高。三維碳纖