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《濕熱老化對碳纖維復合材料界面及抗沖擊性能影響研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、中圖分類號：V258+.3論文編號：102870218-S001學科分類號：080203碩士學位論文濕熱老化對碳纖維復合材料界面及抗沖擊性能影響研究研究生姓名雙超學科、專業(yè)機械設計及理論研究方向機械結構斷裂與疲勞損傷指導教師關玉璞教授南京航空航天大學研究生院能源與動力學院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringEffectofHygrothermalAgingonInterfaceProperti
2、esandImpactResistanceofCarbonFiberCompositeMaterialAThesisinMechanicalDesignandTheorybyShuangChaoAdvisedbyProf.GuanYupuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2017承諾書本人聲明所呈交的博/碩士學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表
3、或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。本人授權南京航空航天大學可以將學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。（保密的學位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：__________日期：__________南京航空航天大學碩士學位論文摘要碳纖維復合材料因其高比強度、耐腐蝕、抗疲勞性能好、材料的可設計性和優(yōu)良的抗沖擊性能，在發(fā)動機冷端部件（外涵機匣）以及飛機蒙皮、機翼上得到了廣泛應用。飛機在服役期間會受到環(huán)境載荷的干擾，復合材料層合板的層間界面結合力較
4、低，對長時間作用的濕熱因素較為敏感，導致界面損傷及力學性能變化，對復合材料的抗沖擊性能產生影響。本文結合試驗手段開展了以下三方面的研究：（1）對T700/TDE-86復合材料參照飛機復合材料循環(huán)濕熱老化譜進行了循環(huán)濕熱老化試驗，得到吸濕曲線并分析其吸濕機理，通過掃描電子顯微鏡對不同老化時間的試件進行觀察，討論不同循環(huán)濕熱老化時長對復合材料表面、纖維/基體界面和層間界面的影響。研究結果表明：T700/TDE-86復合材料吸濕過程分為三個階段，吸濕變化符合Fick第二擴散定律，在140天左右達到飽和吸濕率，飽和吸濕率為1.256%；隨著老化時間的增長，基體表面形成
5、龜裂紋，基體與纖維之間產生剪應力，引起纖維/基體界面的脫粘，基體溶脹導致層間界面脫粘。（2）對不同老化時間的T700/TDE-86復合材料的進行層間剪切強度、Ⅰ型和Ⅱ型的層間斷裂韌性試驗得到其隨老化周期的變化規(guī)律，以及不同老化時間下復合材料的失效模式的改變。研究結果表明：Ⅰ型和Ⅱ型的層間斷裂韌性試件端部的預制裂紋在溶脹應力的作用下，向外開始發(fā)生屈曲；T700/TDE-86復合材料層間剪切強度先上升后下降，老化280天后層間剪切強度保留率為82.16%；Ⅰ型層間斷裂韌性因為纖維橋接隨著老化時間增長而上升，老化280天后，保留率為145.9%；Ⅱ型層間斷裂韌性釋放
6、率隨老化時間的變化是一個下降的過程，老化280天后，保留率為61.34%。（3）對不同老化時間的T700/TDE-86復合材料試件進行彈道沖擊試驗，每種老化周期下得到一次反彈狀態(tài)和三次不同速度下的擊穿狀態(tài)，對彈道極限速度受循環(huán)濕熱老化的影響進行了分析；觀察沖擊過后試件的損傷斷口，分析不同狀態(tài)、不同沖擊速度和不同循環(huán)濕熱老化時長對復合材料的失效模式的影響；對沖擊后的復合材料進行超聲C掃描試驗，分析了損傷面積變化趨勢；研究結果表明老化280天后的復合材料的彈道極限上升了11.5%，斷口失效模式以及其導致的損傷面積也會隨著老化時間和彈體的沖擊速度而變化。研究循環(huán)濕熱
7、老化條件下復合材料結構的抗沖擊性能對飛機的結構完整性具有重要意義。關鍵詞：碳纖維復合材料，循環(huán)濕熱老化，層間剪切強度，層間斷裂韌性，高速沖擊I濕熱老化對碳纖維復合材料界面及抗沖擊性能影響研究ABSTRACTCarbonfiberreinforcedplastics(CFRP)waswidelyusedinaero-enginecold-endparts(outercasing)aswellastheaircraftskinandthewingduetoitshighspecificstrength,corrosionresistance,fatigueresi
8、stance,materialdesi
