辐照和热循环条件下M55J/氰酸酯层压板力学行为

发布时间：2021-05-13 17:18

　　碳纤维/氰酸脂复合材料作为一种新兴的高性能结构材料在航天器上受到广泛应用,但是航天器在太空长期服役条件下会受到空间环境中的粒子辐照损伤,材料内部会发生电离、位移损伤、聚合物基体化学键断裂以及各种核反应。航天器在绕地球运动过程中经历的高低温环境也会影响复合材料的性能,温度变化导致复合材料内部因为增强体与基体热膨胀系数不同产生热应力进而导致复合材料开裂,这些都对航天器长期在轨服役的安全性有很大威胁。本文以M55J/氰酸脂复合材料层压板为研究对象,根据航天器在轨服役轨道高度得到复合材料层压板太空服役条件下受到的辐照、热循环参数,设计并进行地面辐照、热循环模拟实验,通过对实验前后材料的拉伸、压缩、弯曲性能测试,对结果进行分析讨论探究M55J/氰酸脂复合材料层压板在单一辐照、单一热循环、辐照加热循环综合环境作用下力学行为变化,为保障航天器安全服役、航天器结构材料的设计选材、工艺优化和服役寿命仿真评价提供了重要的实验依据。研究结果表明随着综合环境作用时间的增加,0°铺层M55J/氰酸酯复合材料层压板的拉伸强度呈先升高后逐渐下降变化规律,拉伸强度始终高于原始态样品,强度最大提高约16%;90°铺层试... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 碳纤维/氰酸酯复合材料的发展现状
    1.3 空间辐照效应对复合材料力学性能的影响
    1.4 空间热循环效应对复合材料力学性能的影响
    1.5 国内外文献综述的简析
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 材料及研究方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
        2.2.1 两室式热循环设备
        2.2.2 Co60辐照源
        2.2.3 电子拉伸机
    2.3 辐照模拟试验
    2.4 热循环模拟试验
    2.5 材料性能测试
        2.5.1 M55J/氰酸脂复合材料层压板拉伸实验
        2.5.2 M55J/氰酸脂复合材料层压板压缩实验
        2.5.3 M55J/氰酸脂复合材料层压板弯曲实验
第3章 辐照和热循环前后层压板的力学性能
    3.1 辐照和热循环前后层压板的拉伸性能
        3.1.1 辐照前后层压板的拉伸性能
            3.1.1.1 辐照前后0°铺层试样常温拉伸性能
            3.1.1.2 辐照前后0°铺层试样低温时拉伸性能
        3.1.2 热循环前后层压板的拉伸性能
            3.1.2.1 热循环前后0°铺层试样常温拉伸性能
            3.1.2.2 热循环前后0°铺层试样低温时拉伸性能
            3.1.2.3 热循环前后90°铺层试样常温拉伸性能
            3.1.2.4 热循环前后90°铺层试样低温时拉伸性能
    3.2 辐照和热循环前后层压板的压缩性能
        3.2.1 热循环前后层压板的压缩性能
            3.2.1.1 热循环前后0°铺层试样常温压缩性能
            3.2.1.2 热循环前后0°铺层试样低温时压缩性能
            3.2.1.3 热循环前后90°铺层试样常温压缩性能
            3.2.1.4 热循环前后90°铺层试样低温时压缩性能
    3.3 辐照和热循环前后层压板的弯曲性能
        3.3.1 辐照前后层压板的常温弯曲性能
        3.3.2 热循环前后层压板的弯曲性能
            3.3.2.1 热循环前后0°铺层试样常温弯曲性能
            3.3.2.2 热循环前后0°铺层试样低温弯曲性能
    3.4 单因素条件下材料力学性能变化的讨论
    3.5 本章小结
第4章 综合环境作用前后层压板的力学性能
    4.1 综合环境作用前后试样的拉伸性能
        4.1.1 综合环境作用前后0°铺层试样常温拉伸性能
        4.1.2 综合环境作用前后0°铺层试样低温拉伸性能
        4.1.3 综合环境作用前后90°铺层试样常温拉伸性能
        4.1.4 综合环境作用前后90°铺层试样低温拉伸性能
    4.2 综合环境作用前后试样的压缩性能
        4.2.1 综合环境作用前后0°铺层试样常温压缩性能
        4.2.2 综合环境作用前后0°铺层试样低温压缩性能
        4.2.3 综合环境作用前后90°铺层试样常温压缩性能
        4.2.4 综合环境作用前后90°铺层试样低温压缩性能
    4.3 综合环境作用前后层压板的弯曲性能
        4.3.1 综合环境作用前后0°铺层试样常温弯曲性能
        4.3.2 综合环境作用前后0°铺层试样低温时弯曲性能
    4.4 性能变化的讨论
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]先进复合材料在航空航天领域的应用[J]. 蔡菊生.  合成材料老化与应用. 2018(06)
[2]中国高性能碳纤维产业的创新发展[J]. 李书乡,马全胜,张顺.  科技导报. 2018(19)
[3]先进复合材料在航空航天领域的应用[J]. 周庆庆.  科技风. 2017(17)
[4]不同剂量γ辐照对玻璃纤维/环氧树脂热性能的影响[J]. 郑莉芳,谢亚杰,岳丽娜,王兆中,王立.  复合材料学报. 2017(11)
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博士论文
[1]模拟空间环境下碳纤维/双马树脂基复合材料的性能演化及其损伤机理[D]. 于祺.大连理工大学 2011

硕士论文
[1]空气热循环对T700/HT280复合材料力学性能的影响[D]. 李洋洋.沈阳航空航天大学 2018
[2]氰酸酯树脂改性及其碳纤维复合材料的性能研究[D]. 田文平.南京航空航天大学 2016
[3]碳纤维增强石墨烯-TiO2/氰酸酯复合材料及抗电子辐照研究[D]. 潘阳阳.哈尔滨工业大学 2013
[4]质子辐照下SiO2薄膜改性Kapton光学性能演化及其损伤机理[D]. 李瑞锋.哈尔滨工业大学 2010
[5]碳纤维/氰酸酯复合材料空间环境损伤效应研究[D]. 李莉.哈尔滨工业大学 2008
[6]空间充气结构材料的热循环与真空紫外辐照效应研究[D]. 房光强.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3184411