仿生层合结构纤维复合材料的机械性能研究

发布时间：2023-05-20 03:57

　　螳螂虾螯棒是由螺旋状矿质纤维排列构成的周期区和人字型的冲击区组成,具有良好的吸能性和损伤容性。这种天然生物结构为制造吸收能量和抗损伤的层合结构提供了新的灵感。仿生层合结构纤维复合材料是以玄武岩纤维、树脂和铝蜂窝等材料基于螳螂虾螯棒结构采用模压成型的一种纤维复合材料。本文中采用了天然环保的玄武岩纤维作为增强材料,通过模拟螯棒结构分别进行改变芯层和表层结构制得多种结构的仿生层合结构复合材料来提高结构的吸能和抵抗破坏的能力。本文中所研究的内容如下:1.利用玄武岩连续纤维和短切玄武岩纤维模拟螳螂虾螯棒中周期区和冲击区组织性能,制得了上下表皮为玄武岩连续纤维,芯层为短切玄武岩纤维的仿螯棒层合结构复合材料。同时在相同的制作工艺下利用玄武岩平纹纤维和短切玄武岩纤维丝分别制得传统结构的纤维复合材料和短切纤维复合材料。这三种结构均是以玄武岩纤维作为增强体,和环氧树脂、收缩剂和填料等组成的树脂糊作为基体通过模压成型制得的纤维复合材料。通过冲击、弯曲、压缩测试和微观分析等方法,从失效机制和机械性能等方面得出仿生层合结构复合材料可以偏转裂纹,增强结构的吸收能量以及抵抗破坏的能力。2.利用玄武岩单向纤维通过模拟...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 仿生结构复合材料
        1.2.1 仿生复合材料国外研究现况
        1.2.2 仿生复合材料国内研究现况
    1.3 片状模压复合材料简介
    1.4 蜂窝结构板简介
    1.5 玄武岩纤维简介
    1.6 本文课题的研究意义及主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 引言
    2.2 BFSC的制备
        2.2.1 BFSC的原材料与所用实验仪器
        2.2.2 BFSC的仿生材料模型
        2.2.3 BFSC的制作工艺流程
    2.3 BFSC的机械性能测试
        2.3.1 冲击测试
        2.3.2 弯曲测试
        2.3.3 压缩测试
    2.4 DHSH/DSHSH的制备
        2.4.1 DHSH/DSHSH的原材料与所用实验仪器
        2.4.2 DHSH/DSHSH的仿生材料模型
        2.4.3 DHSH/DSHSH的制作工艺流程
    2.5 DHSH/DSHSH的机械性能测试
        2.5.1 冲击测试
        2.5.2 弯曲测试
        2.5.3 压缩测试
第3章 BFSC力学性能的作用规律研究
    3.1 引言
    3.2 BFSC的力学性能
        3.2.1 BFSC的冲击性能
        3.2.2 BFSC的弯曲性能
        3.2.3 BFSC的压缩性能
    3.3 BFSC的微观分析
    3.4 本章小结
第4章 DHSH力学性能的作用规律研究
    4.1 引言
    4.2 DHSH的力学性能
        4.2.1 DHSH的冲击性能
        4.2.2 DHSH的弯曲性能
        4.2.3 DHSH的压缩性能
    4.3 DHSH的微观分析
    4.4 本章小结
第5章 DSHSH力学性能的作用规律研究
    5.1 引言
    5.2 DSHSH的力学性能
        5.2.1 DSHSH的冲击性能
        5.2.2 DSHSH的弯曲性能
        5.2.3 DSHSH的压缩性能
    5.3 DSHSH的微观分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间取得的主要成果
致谢



本文编号：3820494