不同温度下树脂基三维编织五向复合材料弯曲性能的研究

摘要

随着三维编织复合材料应用领域的逐步扩大，恶劣的应用环境对材料在外界温度的适应性提出了更高的要求。本课题正是基于这一事实，主要研究了不同温度以及在不同温度下的持续加热时间对树脂基三维五向编织复合材料弯曲性能的影响规律。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弯曲性能，从而分析不同增强体结构对树脂基复合材料在不同温度条件下弯曲性能的影响。为三维编织复合材料在更高温条件下的使用提供了依据。
　　 本研究选取三维五向编织复合材料和层合复合材料作为实验对象，选定了常温、90℃和110℃三个温度点以及15min、600min、1800min三个温度持续时间作为试验条件进行一系列的对比试验。通过对试验数据的分析得出以下结论：⑴随着温度的升高，三维五向编织复合材料和层合复合材料的弯曲性能都有所下降。这是由于高温环境下树脂大分子链发生滑动，在一定程度上破坏了树脂的化学和机械性能，导致与纤维的结合能力下降。⑵在同一种温度不同持续时间下两种材料的变化规律基本一致：无论是在90℃还是110℃下持续时间为10小时的试验条件下两种材料的弯曲性能较之常温下都是最高的，这是因为在高温下的这个时间内复合材料中的残余应力得到释放，同时材料进入高温后性能有所稳定。同样温度下不同持续时间对层合复合材料的影响要小于对三维五向编织材料的影响。⑶由于两种结构承受弯曲应力方式不同，在90℃三种不同持续时间和110℃下三种不同持续时间下，三维五向编织复合材料弯曲强度较之常温下的保留率均没有层合复合材料的保留率高，但弯曲强度的绝对值大部分高于层合复合材料(除了在110℃持续时间为30小时的试验条件下)。