典型舰用复合材料DMA动态力学性能试验研究

摘要

典型舰用复合材料体系以玻璃纤维(SW220(S2))、碳纤维(T700)等为增强纤维,乙烯基类(430LV、3201)树脂和环氧类(350)树脂等为基体,以其为研究对象,通过开展不同纤维和基体组成的纤维增强复合材料(FRP)动态热机械分析(DMA)试验,得到以上材料体系在不同温域和频域内的阻尼特性,并对树脂基体种类、铺层角度和增强纤维类型的影响规律进行分析.研究结果表明:树脂基体是影响FRP阻尼特性的主要因素,三种树脂基体中,tanδmax(430LV)≈0.88,tanδmax(3201)≈0.8,tanδmax(350)≈0.7,常温段(0℃～30℃)损耗因子基本相同,约为0.05,加入纤维后,FRP的损耗因子下降至0.035左右,但储能模量提高了7倍～8倍;常温段,与0°/90°铺层方向相比,±45°铺层复合材料的损耗因子提高约0.025,储能模量下降6 GPa～8GPa;0℃～30℃,与碳纤维增强复合材料(CFRP)相比,玻纤增强复合材料(GFRP)损耗因子是其两倍,但储能模量只有其1/3.实验频率从1 Hz增加到1000 Hz,FRP的损耗因子降低45％ ～ 70％,储能模量上升10％以内.