具有双稳态特性的复合材料结构粘弹性模型与变形机理研究

摘要

具有双稳态特性的复合材料结构(简称为双稳态结构)是一种新型的可伸展、可卷曲结构,具有轻质、力学性能优异和空间利用率高等特性,应用前景广阔.目前有关碳纤维/环氧树脂、玻璃纤维/聚丙烯等以非金属聚合物为基体的双稳态结构的理论模型以假定基体(环氧树脂、聚丙烯等)线弹性为主,忽略了基体材料固有的粘弹性特性,理论描述不准确致使与实验结果偏差较大,本项目提出一种能真实反映由机械载荷驱动、智能材料驱动(如压电片或者形状记忆合金等)的双稳态结构变形的基体粘弹性理论模型,采用数值模拟与实验相结合的方法,建立求解双稳态结构的计算方法和模型,对由不同材料制备的层合型复合材料在制备固化、加载过程中的双稳态特性进行研究,发现其双稳态特性机理,分析不同参数、环境因素(温度、湿度)对双稳态构型的影响.通过对双稳态结构粘弹性理论模型和变形机理的研究,为设计和制备双稳态结构提供理论指导和技术依据.