热环境对复合材料金字塔点阵夹芯结构力学性能的影响
发布时间：2024-01-11 07:57
碳纤维/树脂基复合材料点阵夹芯结构可以实现结构轻量化和多功能一体化设计,在航天器、飞机、轮船、汽车等制造领域具有广阔的应用前景。但是树脂基复合材料对温度环境具有敏感性,在不同温度环境中树脂基体会发生不同的物理和化学变化,对树脂基体性能造成一定的影响,进而影响复合材料点阵夹芯结构的整体性能。近些年,国内外学者对复合材料点阵夹芯结构在常温常压下的力学性能进行了大量的研究,但对温度环境下复合材料点阵夹芯结构的力学性能研究较少。因此,开展不同温度环境下复合材料点阵夹芯结构力学性能的研究具有重要的科学意义。本文设计并制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料金字塔点阵夹芯结构,并对其在室温环境下、高低温环境下、热暴露处理后以及真空热循环处理后的力学性能进行了理论预报和试验研究。本文以增加面芯间界面粘接强度,提高剪切性能为目标,采用水切割技术和嵌锁组装工艺设计并制备出节点增强碳纤维/环氧树脂基复合材料金字塔点阵夹芯结构。推导出常温下复合材料点阵夹芯结构在平压载荷下的理论预报公式,并通过四种相对密度的平压试验,得到了点阵夹芯结构平压模量和强度,观察到芯子杆件发生屈曲失稳和压溃破坏失效,验证了理论预报公式的有...
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 复合材料点阵夹芯结构制备工艺的研究进展
1.3 温度对复合材料力学性能影响的研究进展
1.3.1 高低温环境对复合材料力学影响的研究进展
1.3.2 热暴露环境对复合材料力学影响的研究进展
1.3.3 热循环环境对复合材料力学影响的研究进展
1.4 国内外研究成果的简析
1.5 本文的主要研究内容
第2章 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的制备及力学性能研究
2.1 引言
2.2 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的制备
2.2.1 试验所需原材料
2.2.2 复合材料层合板的制备
2.2.3 铝合金加固框的制备
2.2.4 复合材料金字塔点阵夹芯结构的制备
2.2.5 相对密度计算
2.3 复合材料金字塔点阵芯子杆件的压缩性能
2.4 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的平压性能
2.4.1 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的理论推导
2.4.2 金字塔点阵夹芯结构的平压试验
2.5 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的剪切性能
2.5.1 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的理论推导
2.5.2 金字塔点阵夹芯结构的剪切试验
2.6 与已有复合材料点阵夹芯结构力学性能的比较
2.7 本章小结
第3章 高低温环境对复合材料金字塔点阵夹芯结构力学行为的影响
3.1 引言
3.2 试验件制备及试验方法
3.2.1 试验件制备
3.2.2 试验方法
3.3 复合材料杆件在不同温度环境下的压缩行为
3.4 金字塔点阵夹芯结构在不同温度环境下的平压性能
3.4.1 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的试验研究
3.4.2 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的理论预报
3.5 金字塔点阵夹芯结构在不同温度环境下的剪切性能
3.5.1 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的试验研究
3.5.2 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的理论预报
3.6 本章小结
第4章 热暴露对复合材料金字塔点阵夹芯结构力学性能的影响
4.1 引言
4.2 试验件制备及试验方法
4.2.1 试验件制备
4.2.2 热暴露试验方法
4.3 热暴露对复合材料杆件压缩性能的影响
4.3.1 环氧树脂热重分析
4.3.2 复合材料杆件压缩性能的试验研究
4.4 热暴露对金字塔点阵夹芯结构平压性能的影响
4.4.1 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的试验研究
4.4.2 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的理论预报
4.5 热暴露对金字塔点阵夹芯结构剪切性能的影响
4.5.1 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的试验研究
4.5.2 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的理论预报
4.6 本章小结
第5章 真空热循环对复合材料金字塔点阵夹芯结构力学性能的影响
5.1 引言
5.2 平压和剪切试验件制备及试验方法
5.2.1 试验件制备
5.2.2 真空热循环试验方法
5.2.3 性能测试方法
5.3 真空热循环对碳纤维/环氧树脂复合材料性能的影响
5.3.1 真空热循环对复合材料线膨胀行为的影响
5.3.2 真空热循环次数对碳纤维/环氧树脂基复合材料质损率的影响
5.4 真空热循环对金字塔点阵夹芯结构平压和剪切性能的影响
5.4.1 真空热循环对复合材料杆件压缩性能的影响
5.4.2 真空热循环对复合材料金字塔点阵结构平压性能的影响
5.4.3 真空热循环对复合材料金字塔点阵结构剪切性能的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
个人简历
本文编号：3877824
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 复合材料点阵夹芯结构制备工艺的研究进展
1.3 温度对复合材料力学性能影响的研究进展
1.3.1 高低温环境对复合材料力学影响的研究进展
1.3.2 热暴露环境对复合材料力学影响的研究进展
1.3.3 热循环环境对复合材料力学影响的研究进展
1.4 国内外研究成果的简析
1.5 本文的主要研究内容
第2章 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的制备及力学性能研究
2.1 引言
2.2 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的制备
2.2.1 试验所需原材料
2.2.2 复合材料层合板的制备
2.2.3 铝合金加固框的制备
2.2.4 复合材料金字塔点阵夹芯结构的制备
2.2.5 相对密度计算
2.3 复合材料金字塔点阵芯子杆件的压缩性能
2.4 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的平压性能
2.4.1 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的理论推导
2.4.2 金字塔点阵夹芯结构的平压试验
2.5 节点增强复合材料金字塔点阵夹芯结构的剪切性能
2.5.1 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的理论推导
2.5.2 金字塔点阵夹芯结构的剪切试验
2.6 与已有复合材料点阵夹芯结构力学性能的比较
2.7 本章小结
第3章 高低温环境对复合材料金字塔点阵夹芯结构力学行为的影响
3.1 引言
3.2 试验件制备及试验方法
3.2.1 试验件制备
3.2.2 试验方法
3.3 复合材料杆件在不同温度环境下的压缩行为
3.4 金字塔点阵夹芯结构在不同温度环境下的平压性能
3.4.1 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的试验研究
3.4.2 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的理论预报
3.5 金字塔点阵夹芯结构在不同温度环境下的剪切性能
3.5.1 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的试验研究
3.5.2 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的理论预报
3.6 本章小结
第4章 热暴露对复合材料金字塔点阵夹芯结构力学性能的影响
4.1 引言
4.2 试验件制备及试验方法
4.2.1 试验件制备
4.2.2 热暴露试验方法
4.3 热暴露对复合材料杆件压缩性能的影响
4.3.1 环氧树脂热重分析
4.3.2 复合材料杆件压缩性能的试验研究
4.4 热暴露对金字塔点阵夹芯结构平压性能的影响
4.4.1 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的试验研究
4.4.2 金字塔点阵夹芯结构平压模量和强度的理论预报
4.5 热暴露对金字塔点阵夹芯结构剪切性能的影响
4.5.1 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的试验研究
4.5.2 金字塔点阵夹芯结构剪切模量和强度的理论预报
4.6 本章小结
第5章 真空热循环对复合材料金字塔点阵夹芯结构力学性能的影响
5.1 引言
5.2 平压和剪切试验件制备及试验方法
5.2.1 试验件制备
5.2.2 真空热循环试验方法
5.2.3 性能测试方法
5.3 真空热循环对碳纤维/环氧树脂复合材料性能的影响
5.3.1 真空热循环对复合材料线膨胀行为的影响
5.3.2 真空热循环次数对碳纤维/环氧树脂基复合材料质损率的影响
5.4 真空热循环对金字塔点阵夹芯结构平压和剪切性能的影响
5.4.1 真空热循环对复合材料杆件压缩性能的影响
5.4.2 真空热循环对复合材料金字塔点阵结构平压性能的影响
5.4.3 真空热循环对复合材料金字塔点阵结构剪切性能的影响
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
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本文编号：3877824
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