纖維增強復(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和降低噪聲的有效途徑。纖維增強復(fù)合材料集合了基體材料和纖維材料的優(yōu)點，在具有高強度、低密度、化學(xué)穩(wěn)定性強的同時，還兼具良好的阻尼性能和可設(shè)計性，具有廣闊的應(yīng)用前景，是未來結(jié)構(gòu)材料和阻尼材料研究的重點方向。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度、樹脂基體以及復(fù)合結(jié)構(gòu)對復(fù)合材料

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

3、阻尼溫域向高溫區(qū)移動。復(fù)合材料中基體樹脂環(huán)氧值越高，其阻尼比的峰值溫度越高。在不同溫度下，樹脂基體主、側(cè)鏈柔順性對復(fù)合材料阻尼性能影響也不相同。
　　通過化學(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）對纖維進行表征；通過界面剪切強度（IFSS）和層間剪切強度（ILSS）測試來表征纖維與環(huán)氧樹脂（EP）的作用強度；動態(tài)機械分析（DMA）表征復(fù)合材料的動態(tài)機械性能。結(jié)果表明：經(jīng)過改性接枝PAM/EA、PAM后纖維與樹脂的界面作用強度增強。隨著界面作用強度增大，復(fù)合材料的阻尼比峰值減小，阻尼溫域變寬。
　　考察了纖維與樹脂的復(fù)合結(jié)構(gòu)對材料阻尼性能的影響。通過實驗研究了復(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°時達到最大，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時達到最大值。壓力對復(fù)合材料阻尼的影