樹(shù)脂基碳纖維智能層的力阻效應(yīng)研究及其應(yīng)用.pdf

1、本課題來(lái)源于中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目“具有動(dòng)態(tài)傳感功能的碳纖維智能層的界面與本構(gòu)理論研究”，對(duì)樹(shù)脂基連續(xù)碳纖維智能層進(jìn)行了深入的壓阻效應(yīng)研究。圍繞該問(wèn)題進(jìn)行了探索性的理論分析及大量的實(shí)驗(yàn)研究。主要獲得了以下幾個(gè)方面的研究成果：
　　 1.建立基于樹(shù)脂基連續(xù)碳纖維智能層的壓阻理論模型，推導(dǎo)平面應(yīng)力狀態(tài)下的壓阻系數(shù)矩陣的簡(jiǎn)化，確定了4個(gè)待求的壓阻系數(shù)。設(shè)計(jì)相應(yīng)的試樣規(guī)格和試驗(yàn)方法來(lái)求解壓阻系數(shù)。利用了提供單向應(yīng)變場(chǎng)的框架裝

2、置，分別得到了智能層軸向應(yīng)變和橫向應(yīng)變致軸向電阻率變化的壓阻系數(shù)C－11＝3.17、C－12=3.11；智能層軸向應(yīng)變和橫向應(yīng)變致橫向電阻率變化的壓阻系數(shù)C-21＝6.73、C-22=4.92。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)該智能層的導(dǎo)電性進(jìn)行了相關(guān)探討，解釋了出現(xiàn)正力阻效應(yīng)和負(fù)力阻效應(yīng)的原因。
　　 2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試出了該智能層的傳感極限，算上一定安全系數(shù)之后，確保最大工作應(yīng)變不超過(guò)6000μe，當(dāng)然智能層在合適的應(yīng)變區(qū)間(0-3000μe)

3、內(nèi)有較高的靈敏度。運(yùn)用ANSYS軟件計(jì)算分析了智能層在矩形薄板處于不同工況下的表征狀況。用A表示上表面4條智能層電阻變化率的平方和；B表示下表面4條智能層的電阻率的平方和；C表示上下8條智能層的電阻率的平方和。通過(guò)對(duì)各個(gè)工況的求解，繪制出了A，B，C隨著荷載作用點(diǎn)變化的規(guī)律圖。根據(jù)規(guī)律圖進(jìn)一步推得：如果測(cè)得了某一個(gè)確定的A，那么在薄板中心處需要作用的力F的大小是最小的；在薄板直角附近需要作用的力F的大小是最大的。
　　 3.應(yīng)用