树脂基复合材料的力学性能检测

发布时间：2017-06-26 20:13

  本文关键词：树脂基复合材料的力学性能检测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：高聚物复合材料科学的快速发展,树脂基复合材料由于其众多的优点,不仅在人们的日常生活中得到广泛的应用,在航天航空等军工行业更是受到了格外的青睐。因此,对复合材料的力学性能进行研究显得尤其重要。树脂基复合材料在固化过程中会发生各种物理的、化学的变化,在机械载荷与热载荷下发生的拉伸性能、弯曲性能、弹性模量等的改变,给复合材料力学性能的研究与检测带来了新的探索与挑战。本文在对树脂基复合材料力学性能关注的基础上,使用基于迈克尔逊干涉仪的光学干涉谱域相位对照B扫描算法,为树脂基复合材料的固化过程的研究及参数测量,复合材料内部的离面位移场和应变场分布计算,提供了一种新的思路与技术手段。本论文用光学干涉谱域相位对照B扫描测量技术与测量系统对树脂基复合材料的固化过程,机械载荷和热载荷下复合材料内部的离面位移场和应变场分布进行了测量。论文讲解了实验所依赖的理论原理。重点介绍了测量系统的设计结构,包括系统的总体设计及实验加载装置。最后用实验证明了测量原理和测量系统的可靠性和可行性。给出实验数据：(a)硅胶固化过程的卷绕相位差图；(b)机械载荷下完好和有孔洞缺陷的树脂板样件的步进加载干涉图谱；(c)热载荷下完好和有孔洞缺陷的树脂板样件降温过程中的干涉图谱。对所得数据进行如下分析：(a)提取被测样件的幅频特性图和相频特性曲线；(b)根据被测样件前后的卷绕相位差图,给出离面位移场分布图及应变场分布图。得到如下分析结果：(a)对缺陷样件而言,缺陷附近的离面位移场和应变场的变化均要比其他完好部分的场的变化更大；(b)该测量系统能够探测到离表面1-1.5mm的深度区域；(c)该方法可以动态透视测量材料内部的形变过程。实验结果表明,该方法能够很好地对树脂基复合材料固化过程进行测量,能够对机械载荷和热载荷下的离面位移场和应变场进行高精度的测量。因此,光学干涉谱域相位对照B扫描方法是一种高精度,快速,动态透视测量的可以用于力学性能检测的可行的技术手段。
【关键词】：高精度检测技术 复合材料 力学测量 相位对照B扫描
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 树脂基复合材料的力学性能检测的研究进展12-18
• 1.2.1 树脂基复合材料的固化过程的发展12-13
• 1.2.2 树脂基复合材料的机械载荷下的变形研究13-16
• 1.2.3 树脂基复合材料的热载荷研究16-18
• 1.3 光学干涉谱域相位对照B扫描18
• 1.4 本文的主要内容18-21
• 第二章 实验原理与系统21-33
• 2.1 测量原理21-25
• 2.1.1 基本测量原理21-22
• 2.1.2 测量过程中的非线性及噪声的处理22-25
• 2.2 实验系统总体设计25-26
• 2.3 光路系统中的干涉仪26-30
• 2.3.1 斐索干涉仪27
• 2.3.2 泰曼-格林干涉仪27-28
• 2.3.3 法布里-珀罗干涉仪28-29
• 2.3.4 迈克尔逊干涉仪29-30
• 2.4 加载装置设计30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 实验与结果分析33-45
• 3.1 制作实验被测样件33-34
• 3.2 样件层析轮廓的测量34-36
• 3.2.1 完好环氧树脂板样件的厚度测量34-35
• 3.2.2 孔洞缺陷的树脂板样件厚度测量35-36
• 3.3 动态测量高聚物材料的固化过程36-37
• 3.4 树脂板的机械载荷实验37-40
• 3.4.1 机械载荷下树脂板的相位差变化37-38
• 3.4.2 有孔洞的树脂板样件的机械载荷实验38-40
• 3.5 树脂板的热载荷实验40-43
• 3.5.1 降温曲线40-41
• 3.5.2 热载荷下树脂板的相位差图41-42
• 3.5.3 有孔洞的树脂板样件的热载荷实验42-43
• 3.6 本章小结43-45
• 总结与展望45-47
• 参考文献47-53
• 攻读学位期间发表论文53-55
• 致谢55

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