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试谈阻尼嵌入式共固化复合材料阻尼结构工艺与力学性能网

收藏本文 2024-03-06 点赞:6392 浏览:16091 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:嵌入式共固化复合材料阻尼结构是通过将粘弹性阻尼薄膜铺入复合材料预浸料中并用共固化工艺将其结合起来的新型阻尼结构,具有质量轻、强度高、阻尼大、耐冲击、抗疲劳等特点,由此在航空、航天等领域具有广阔的运用前景。嵌入式共固化复合材料阻尼结构的制作对阻尼材料性能有严格的要求,特别是对硫化温度和硫化时间。本论文对嵌入式高温共固化复合材料的阻尼材料组分和制作工艺进行了试验探讨,成功制作出该类复合材料阻尼结构试件,并对压片工艺和刷涂工艺制作试件的层间力学性能和阻尼性能进行了比较;此外,对利用相同探讨策略制得的中温共固化复合材料阻尼结构的抗冲击性能进行了试验探讨和数值模拟。主要革新点如下:(1)探讨出了一套研制嵌入式共固化复合材料阻尼结构的工艺路线和工艺策略;(2)提出利用正交试验法研制出满足嵌入式高温共固化复合材料阻尼结构要求的粘弹性阻尼材料组分;(3)提出利用刷涂工艺代替压片工艺制作阻尼薄膜,并利用剪切试验探讨嵌入式共固化复合材料阻尼结构界面间结合力学性能,试验结果表明刷涂工艺制作试件的层间力学性能优于压片工艺制作的试件;(4)提出利用完整几何模型代替1/4模型建立嵌入式共固化复合材料阻尼结构的低速冲击有限元模型,并根据材料物理性能对有限元材料模型进行了修正。通过将试验结果与模拟结果相比较,验证了模拟程序的有效性。最后通过数值模拟探讨了阻尼层厚度及位置对嵌入式共固化复合材料阻尼结构冲击性能的影响。关键词:嵌入式共固化复合材料阻尼结构论文粘弹性材料薄膜论文刷涂工艺论文压片工艺论文层间剪切力论文阻尼性能论文冲击模拟论文

    摘要8-9

    Abstract9-11

    第1章 绪论11-22

    1.1 探讨背景与作用11-12

    1.2 国内外探讨近况12-19

    1.2.1 共固化工艺及其对粘弹性材料的要求12-14

    1.2.2 嵌入阻尼材料及其薄膜的制作策略14-17

    1.2.3 现有探讨策略17-19

    1.3 本课题探讨内容和技术路线19-21

    1.3.1 探讨内容及关键不足19-20

    1.3.2 技术路线20-21

    1.4 本论文章节安排21-22

    第2章 高温共固化阻尼材料的研制22-45

    2.1 阻尼材料基础组分探讨22-29

    2.1.1 粘弹性材料主要组分的构成22-24

    2.1.2 丁基橡胶的硫化剂及附加填料24-26

    2.1.3 阻尼材料基础组分的设计26-27

    2.1.4 阻尼材料混炼工艺27-29

    2.2 阻尼材料性能的测试29-33

    2.2.1 阻尼材料硫化特性测试29-30

    2.2.2 阻尼材料物理性能实验探讨30-32

    2.2.3 阻尼材料损耗系数测试32-33

    2.3 高温共固化阻尼材料组分研制33-44

    2.3.1 组分的正交试验及浅析33-42

    2.3.2 组分的确定42-44

    2.4 本章小结44-45

    第3章 嵌入式高温共固化复合材料制作工艺45-53

    3.1 阻尼薄膜的模压工艺45-47

    3.1.1 模具的设计与制造45-46

    3.1.2 模压工艺及参数46-47

    3.1.3 阻尼薄膜的后处理及其保存47

    3.2 阻尼薄膜刷涂工艺47-49

    3.2.1 刷涂溶液的制备47-48

    3.2.2 阻尼薄膜的刷涂48-49

    3.3 复合材料共固化工艺49-52

    3.3.1 复合材料的铺层50

    3.3.2 共固化工艺50-52

    3.4 本章小结52-53

    第4章 嵌入式高温共固化复合材料结构层间力学性能53-61

    4.1 试件的制作及剪切试验53-55

    4.1.1 试件设计与制作53-54

    4.1.2 层间剪切试验54-55

    4.2 试验结果浅析55-60

    4.2.1 剪切失效形式浅析57-58

    4.2.2 阻尼薄膜厚度与最大剪切应力58-60

    4.3 本章小结60-61

    第5章 嵌入式高温共固化复合材料阻尼性能探讨61-68

    5.1 动力学性能测试61-64

    5.1.1 试件制备61-62

    5.1.2 模态测试试验62-64

    5.2 探讨结果与浅析64-67

    5.3 本章小结67-68

    第6章 嵌入式共固化复合材料冲击性能的有限元模拟68-90

    6.1 冲击试验68-70

    6.1.1 试件制作68-69

    6.1.2 冲击试验69-70

    6.2 冲击试验的有限元模拟70-82

    6.2.1 模型的建立70-72

    6.2.2 材料参数的确定72-76

    6.2.3 冲击试验模拟76-81

    6.2.4 试验和模拟结果浅析81-82

    6.3 阻尼层厚度及其位置对冲击性能影响82-89

    6.3.1 阻尼层厚度与冲击性能82-87

    6.3.2 阻尼层位置与冲击性能87-89

    6.4 本章小结89-90

    总结与展望90-92

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