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整体中空复合材料厚度与力学性能关系的研究

作　者: 薛志鹏
导　师: 钱坤
学　校: 江南大学
专　业: 纺织工程
关键词: 整体中空结构设计织造工艺不同厚度力学性能
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 4次
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内容摘要

作为一种新型结构的三维机织复合材料,整体中空复合材料克服了传统的泡沫、蜂窝等夹层材料抗剪切性能差,易分层、不耐冲击等弱点,具有良好的整体性能和结构优势,并且生产效率高。该材料在国外已广泛用于大面积船身、飞机的机翼、储油罐、列车车厢内饰板材、保温车箱体等的制造生产,我国对整体中空复合材料的研究和推广刚处于起步阶段,亟需大量的实验研究和理论分析。本课题研究了整体中空复合材料的结构设计和预成型件织造工艺,重点对整体中空复合材料厚度和力学性能之间的关系进行了深入研究,主要内容有以下三个部分:(1)整体中空复合材料的设计与制备。设计主要从原材料的选择、预成型件(整体中空织物)结构的设计以及树脂体系的优化三方面来实现;对于整体中空复合材料的制备,本文在传统剑杆织机的基础上进行改造,并采用特殊的织造工艺,成功地织造出来整体中空织物。通过真空辅助成型工艺对其复合,最终得到不同厚度的整体中空复合材料。(2)整体中空复合材料的力学性能测试。选取2mm、4mm、6mm、8mm四种厚度的整体中空复合材料,参照国家标准对其各项基本力学性能(包括平压、侧拉、侧压、剪切和弯曲)进行测试,得到了该材料不同厚度的力学性能实验结果。(3)研究整体中空复合材料厚度与力学性能之间的关系。对不同厚度的整体中空复合材料的力学性能测试结果进行对比分析,结果表明,随着厚度的增加,整体中空复合材料的平压、剪切性能变差;拉伸、侧压以及弯曲性能变好。通过测试结果,并结合观察到的实验现象,本课题对整体中空复合材料的厚度和力学性能的关系进行深入地研究,得到了一些有益的结论。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 课题的目的和意义  7-10
    1.1.1 三维结构复合材料的发展  7
    1.1.2 整体中空复合材料的发展  7-9
    1.1.3 课题的意义  9-10
  1.2 国内外相关研究现状  10-11
    1.2.1 整体中空复合材料预成型件的研究  10
    1.2.2 整体中空复合材料的研究  10-11
  1.3 本课题研究的内容  11-12
第二章整体中空复合材料的制造  12-19
  2.1 整体中空复合材料的设计  12-14
    2.1.1 整体中空复合材料的选材  12-13
    2.1.2 整体中空复合材料配方的设计  13
    2.1.3 整体中空织物结构和参数的设计  13-14
  2.2 整体中空织物的织造  14-17
    2.2.1 织机的改造  14-16
    2.2.2 整体中空织物的上机织造  16-17
  2.3 整体中空复合材料的复合工艺  17-18
  2.4 小结  18-19
第三章整体中空复合材料不同厚度的力学性能测试  19-29
  3.1 试样件和实验仪器  19-20
    3.1.1 试样件的制备  19
    3.1.2 实验仪器  19-20
  3.2 实验内容及方法  20-28
    3.2.1 平压实验  21-23
      3.2.1.1 不同厚度的整体中空复合材料的平压性能测试  21-22
      3.2.1.2 不同芯材倾角整体中空复合材料的平压性能测试  22-23
    3.2.2 侧拉实验  23-24
    3.2.3 双层剪切实验  24-25
    3.2.4 弯曲实验  25-27
    3.2.5 侧压实验  27-28
  3.3 本章小结  28-29
第四章测试结果及分析  29-44
  4.1 平压性能  29-33
    4.1.1 不同厚度的整体中空复合材料的力学性能分析  29-30
    4.1.2 不同倾角的整体中空复合材料的力学性能分析  30-33
  4.2 侧拉性能  33-35
  4.3 双层剪切性能  35-38
  4.4 弯曲性能  38-41
  4.5 侧压性能  41-43
  4.6 小结  43-44
第五章总结与展望  44-46
  5.1 总结  44
  5.2 展望  44-46
致谢  46-47
参考文献  47-50
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  50

整体中空复合材料厚度与力学性能关系的研究

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