三維編織復(fù)合材料沖擊壓縮性質(zhì)的低溫效應(yīng).pdf

1、三維編織復(fù)合材料不需要機(jī)械加工可一次成型復(fù)雜的工程部件，具有很好的整體性和細(xì)觀可設(shè)計(jì)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(diǎn)，三維編織復(fù)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(fù)合材料在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到低溫與沖擊載荷條件，研究三維編織復(fù)合材料在低溫下動(dòng)態(tài)沖擊行為對(duì)于部件設(shè)計(jì)和安全使用具有重要意義。
　　本文依據(jù)試驗(yàn)要求成功搭建分離式Hopkinson壓桿測(cè)試系統(tǒng)和低溫裝置，探索低溫下動(dòng)態(tài)沖擊壓縮測(cè)試技術(shù)。根

2、據(jù)試驗(yàn)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(fù)合材料的制備。利用研制的低溫動(dòng)態(tài)沖擊壓縮測(cè)試技術(shù)對(duì)三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復(fù)合材料和環(huán)氧樹脂基體的沖擊壓縮性能測(cè)試，分別測(cè)試材料在-100℃、-50℃和23℃三個(gè)溫度點(diǎn)以及不同沖擊氣壓（應(yīng)變率）條件下的壓縮性能，結(jié)合環(huán)氧樹脂基體的溫度動(dòng)力學(xué)性能測(cè)試，研究三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復(fù)合材料沖擊壓縮性質(zhì)的低溫效應(yīng)和應(yīng)變率效應(yīng)。具體方法和結(jié)論如下：
　

3、?。?）采用DMA-Q800對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行-100℃到25℃間的溫度掃描。測(cè)試結(jié)果表明，環(huán)氧樹脂的存儲(chǔ)模量、損耗模量和損耗角正切隨著溫度的升高而降低。
　?。?）利用設(shè)計(jì)的低溫沖擊壓縮測(cè)試系統(tǒng)對(duì)三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復(fù)合材料和環(huán)氧樹脂澆注體進(jìn)行壓縮測(cè)試，得到不同應(yīng)變率和溫度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線。研究發(fā)現(xiàn)三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復(fù)合材料和環(huán)氧樹脂澆注體具有明顯的溫度和應(yīng)變率效應(yīng)。
　?。?）結(jié)合環(huán)氧樹脂低

4、溫條件下熱力學(xué)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(duì)三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復(fù)合材料和環(huán)氧樹脂澆注體的沖擊壓縮應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂澆注體的失效應(yīng)力和壓縮模量隨著溫度的升高而降低，而壓縮模量隨著應(yīng)變率的升高而升高。三維碳纖維/環(huán)氧樹脂編織復(fù)合材料的壓縮模量、失效應(yīng)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(yīng)變隨著溫度的升高而升高；隨著應(yīng)變率的升高，壓縮模量、失效應(yīng)變、失效應(yīng)力及比能量吸收升高。三維碳纖