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不同温度下三维五向编织复合材料压缩性能

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摘要

第一章 绪论

1.1 三维编织复合材料概述

1.1.1 三维编织复合材料发展

1.1.2 三维五向编织复合材料增强体结构

1.1.3 对三维五向编织复合材料增强体结构的研究

1.1.4 树脂基三维纺织复合材料固化工艺

1.2 不同温度下树脂基纺织复合材料压缩性能的研究

1.2.1 单向纤维增强复合材料及层合板的压缩性能

1.2.2 三维纺织织物增强复合材料的压缩性能研究

1.2.3 对不同温度下纺织复合材料的研究

1.2.4 存在的不足

1.3 本课题研究的内容和意义

第二章 试验及数据处理

2.1 试验原料

2.2 试样的制备

2.2.1 试样规格

2.2.2 生产工艺及试样

2.3 试样测试方案

2.4 实验过程

2.4.1 试验设备

2.4.2 实验过程

2.5 压缩试验数据处理

2.6 小结

第三章 温度和加热持续时间对三维五向编织复合材料压缩性能的影响

3.1 三维五向编织复合材料在90℃时的压缩性能

3.1.1 三维五向编织复合材料在90℃时的压缩结果与分析

3.1.2 三维五向编织复合材料在90℃时的压缩破坏形貌

3.1.3 三维五向编织复合材料在90℃时压缩破坏机制

3.2 三维五向编织复合材料在120℃时的压缩性能

3.2.1 三维五向编织复合材料在120℃时的压缩结果与分析

3.2.2 三维五向编织复合材料在120℃时的压缩破坏形貌

3.2.3 三维五向编织复合材料在120℃时压缩破坏机制

3.3 三维五向编织复合材料在150℃时的压缩性能

3.3.1 三维五向编织复合材料在150℃时的压缩结果与分析

3.3.2 三维五向编织复合材料在150℃时的压缩破坏形貌

3.3.3 三维五向编织复合材料在150℃时压缩破坏机制

3.4 三维五向编织复合材料在180℃时的压缩性能

3.4.1 三维五向编织复合材料在180℃时的压缩结果与分析

3.4.2 三维五向编织复合材料在180℃时的压缩破坏形貌

3.4.3 三维五向编织复合材料在180℃时的压缩破坏机制

3.5 小结

第四章 温度和加热持续时间对层合复合材料压缩性能的影响

4.1 层合复合材料在90℃时的压缩性能

4.1.1 层合复合材料在90℃时的压缩结果与分析

4.1.2 层合复合材料在90℃时的压缩破坏形貌

4.1.3 层合复合材料在90℃时的压缩破坏机制

4.2 层合复合材料在120℃时的压缩性能

4.2.1 层合复合材料在120℃时的压缩结果与分析

4.2.2 层合复合材料在120℃时的压缩破坏形貌

4.2.3 层合复合材料在120℃时的压缩破坏机制

4.3 层合复合材料在150℃时的压缩性能

4.3.1 层合复合材料在150℃时的压缩结果与分析

4.3.2 层合复合材料在150℃时的压缩破坏形貌

4.3.3 层合复合材料在150℃时的压缩破坏机制

4.4 层合复合材料在180℃时的压缩性能

4.4.1 层合复合材料在180℃时的压缩结果与分析

4.4.2 层合复合材料在180℃时的压缩破坏形貌

4.4.3 层合复合材料在180℃时的压缩破坏机制

4.5 小结

第五章 温度和加热持续时间对不同增强体结构复合材料压缩性能影响的分析对比

5.1 对树脂及复合材料所做的一些测试

5.1.1 树脂的热重试验

5.1.2 在不同温度和不同加热时间下进行压缩试验后的扫描电镜图

5.2 不同增强体结构对复合材料在高温下的压缩性能影响

5.3 小结

第六章 总结与展望

6.1 试验总结

6.2 课题展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

附录

致谢

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摘要

随着复合材料应用领域的扩大,树脂基复合材料使用温度不断提高,使得人们对聚合物基复合材料在高温下的性能关注不断提升。本课题正是基于这一事实,对温度和加热持续时间对环氧树脂基三维五向编织复合材料和层合复合材料的压缩性能的影响规律进行了研究。并比较了在同样试验条件下三维五向编织复合材料和层合复合材料的压缩性能。从而为三维五向编织复合材料在高温下的使用提供了理论依据。
  以树脂基体的玻璃化转变温度Tg=156℃为依据,选取90℃、120℃、150℃、180℃四个温度点,以及15min、600min、1800min、3000min四个加热持续时间点,对两种复合材料作了一系列的对比试验。通过对试验结果的分析得到如下结论:
  (1)随着试验温度的升高,三维五向编织复合材料和层合复合材料的压缩强度都有所下降。且温度升高到一定程度后再继续升温,压缩强度下降幅度会明显增大。这一现象与纤维与树脂基体的受热膨胀系数不同,而使得温度升高时纤维与树脂之间结合变差有关。
  (2)三维五向编织复合材料和层合复合材料在同一温度下,随着加热时间的增加,压缩强度保留率都出现先上升后下降的趋势。在加热持续时间为1800min时的压缩强度保留率最高。这是因为高温下这个加热时间段内,试件的温度分布变得均匀。同时试件内的结合水和一些小分子的挥发,使分子间结合更为紧密。
  (3)相同条件下三维五向编织复合材料的压缩强度保留率高于层合复合材料,说明以一个整体结构存在的三维五向编织结构增强体对复合材料在高温时的压缩性能有一定的补偿作用。

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