纖維增強(qiáng)復(fù)合材料阻尼性能研究.pdf

1、阻尼是指材料或系統(tǒng)耗散能量的能力，阻尼材料的使用是控制振動(dòng)和降低噪聲的有效途徑。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料集合了基體材料和纖維材料的優(yōu)點(diǎn)，在具有高強(qiáng)度、低密度、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的同時(shí)，還兼具良好的阻尼性能和可設(shè)計(jì)性，具有廣闊的應(yīng)用前景，是未來(lái)結(jié)構(gòu)材料和阻尼材料研究的重點(diǎn)方向。然而，目前復(fù)合材料的相關(guān)研究主要集中在力學(xué)性能方面，其阻尼性能的研究相對(duì)較少，這很大程度上制約了復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用。因此，本文研究了界面作用強(qiáng)度、樹(shù)脂基體以及復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料

2、阻尼性能的影響情況。
　　研究了環(huán)氧樹(shù)脂基體對(duì)復(fù)合材料阻尼性能的影響。通過(guò)改變固化劑的相對(duì)用量，研究了基體樹(shù)脂固化比例對(duì)復(fù)合材料阻尼性能的影響。懸臂梁測(cè)試結(jié)果表明固化劑與樹(shù)脂用量相等或相近時(shí)，復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異，阻尼性能較差；通過(guò)對(duì)雙酚A、雙酚F、氫化雙酚 A和混合型環(huán)氧樹(shù)脂本身性能和以它們?yōu)榛w的復(fù)合材料性能研究，考察了基體樹(shù)脂環(huán)氧值、主鏈柔順性、側(cè)鏈柔順性對(duì)復(fù)合材料阻尼性能的影響。結(jié)果表明：隨著基體樹(shù)脂的強(qiáng)度增大，復(fù)合材料的

3、阻尼溫域向高溫區(qū)移動(dòng)。復(fù)合材料中基體樹(shù)脂環(huán)氧值越高，其阻尼比的峰值溫度越高。在不同溫度下，樹(shù)脂基體主、側(cè)鏈柔順性對(duì)復(fù)合材料阻尼性能影響也不相同。
　　通過(guò)化學(xué)接枝的方法，以接枝到碳纖維（CF）表面的乙二醇（EG）為活性點(diǎn)分別接枝聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酰胺-丙烯酸乙酯（PAM/EA），得到五種不同表面的纖維材料，繼而將其制備成復(fù)合材料材料樣片，研究了界面作用對(duì)復(fù)合材料阻尼性能的影響。利用X射線光電子能譜（XPS）、掃描電子顯微

4、鏡（SEM）對(duì)纖維進(jìn)行表征；通過(guò)界面剪切強(qiáng)度（IFSS）和層間剪切強(qiáng)度（ILSS）測(cè)試來(lái)表征纖維與環(huán)氧樹(shù)脂（EP）的作用強(qiáng)度；動(dòng)態(tài)機(jī)械分析（DMA）表征復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)機(jī)械性能。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)改性接枝PAM/EA、PAM后纖維與樹(shù)脂的界面作用強(qiáng)度增強(qiáng)。隨著界面作用強(qiáng)度增大，復(fù)合材料的阻尼比峰值減小，阻尼溫域變寬。
　　考察了纖維與樹(shù)脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)材料阻尼性能的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了復(fù)合材料中纖維布的鋪陳角度、鋪陳層數(shù)、面密度以及堆積密

5、度對(duì)材料阻尼性能的影響。結(jié)果表明：隨鋪陳角度增大，材料的一、二、三階固有頻率降低，四階固有頻率升高；一、四階阻尼比先增大，20°時(shí)達(dá)到最大，20°以后減小，二、三階阻尼比增大。復(fù)合材料中纖維的鋪陳層數(shù)對(duì)一、二階阻尼性能的影響情況相似，固有頻率基本與層數(shù)成正比，阻尼比隨層數(shù)增加而減小。隨著纖維布面密度增大，復(fù)合材料各階固有頻率都降低；一、二階阻尼比減小，三、四階阻尼比先增大后減小，面密度為400g/m2時(shí)達(dá)到最大值。壓力對(duì)復(fù)合材料阻尼的影