纖維增強復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、化學穩(wěn)定性強的同時，還兼具良好的阻尼性能和可設計性，具有廣闊的應用前景，是未來結構材料和阻尼材料研究的重點方向。然而，目前復合材料的相關研究主要集中在力學性能方面，其阻尼性能的研究相對較少，這很大程度上制約了復合材料的發(fā)展和應用。因此，本文研究了界面作用強度、樹脂基體以及復合結構對復合材料

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合材料阻尼性能的影響。懸臂梁測試結果表明固化劑與樹脂用量相等或相近時，復合材料力學性能優(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的復合材料性能研究，考察了基體樹脂環(huán)氧值、主鏈柔順性、側鏈柔順性對復合材料阻尼性能的影響。結果表明：隨著基體樹脂的強度增大，復合材料的

3、阻尼溫域向高溫區(qū)移動。復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、側鏈柔順性對復合材料阻尼性能影響也不相同。
　　通過化學接枝的方法，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，繼而將其制備成復合材料材料樣片，研究了界面作用對復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）表征復合材料的動態(tài)機械性能。結果表明：經過改性接枝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合結構對材料阻尼性能的影響。通過實驗研究了復合材料中纖維布的鋪陳角度、鋪陳層數、面密度以及堆積密

5、度對材料阻尼性能的影響。結果表明：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。復合材料中纖維的鋪陳層數對一、二階阻尼性能的影響情況相似，固有頻率基本與層數成正比，阻尼比隨層數增加而減小。隨著纖維布面密度增大，復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。壓力對復合材料阻尼的影