pCBT基復合材料的力學性能及改性影響

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 熱固性及熱塑性復合材料的特點 2
1.1.1 復合材料的分類 2
1.1.2 熱固性復合材料 3
1.1.3 熱塑性復合材料 3
1.1.4 復合材料的老化、沖擊問題概述 12
1.2 復合材料的改性 13
1.2.1 復合材料的物理化學改性 13
1.2.2 復合材料的混雜改性 14
1.3 CBT基體的研究 16
1.3.1 CBT的合成和應用 16
1.3.2 CBT的分類 17
1.3.3 CBT的反應加工 19
1.3.4 催化劑體系的選擇 23
1.3.5 pCBT樹脂的力學性能 23
1.3.6 納米改性CBT樹脂復合材料的研究 24
1.4 纖維增強CBT樹脂基復合材料的研究 25
1.4.1 工藝研究 25
1.4.2 纖維增強pCBT樹脂基復合材料靜力學研究 26
1.4.3 纖維增強CBT樹脂基復合材料動力學研究 27
1.5 復合材料黏接概述 27
1.5.1 復合材料黏接的特點 27
1.5.2 復合材料黏接接頭設計原則 28
1.5.3 復合材料黏接接頭有限元分析研究概況 30
第2章 CBT的聚合過程及聚合產物的性能分析 32
2.1 CBT聚合反應中熔體的流動 32
2.1.1 CBT聚合物熔體的流變測試原理 32
2.1.2 CBT聚合反應的流變試驗 35
2.1.3 CBT聚合過程中黏度的變化 36
2.2 pCBT樹脂的熱分析 38
2.2.1 pCBT樹脂的熱分析試驗 38
2.2.2 不同反應溫度下聚合成的pCBT的DSC分析 41
2.2.3 不同催化劑含量下聚合成的pCBT的DSC分析 42
2.2.4 不同催化劑質量分數下聚合成的pCBT的熱重分析 43
2.3 pCBT的力學性能研究 45
2.3.1 pCBT樹脂澆注體的制備及力學測試 45
2.3.2 聚合溫度對pCBT樹脂力學性能的影響 46
2.3.3 催化劑質量分數對pCBT樹脂力學性能的影響 47
第3章 不同改性方式對pCBT基體的熱學性能和力學性能的影響 49
3.1 試驗材料及方法 49
3.1.1 試驗材料 49
3.1.2 pCBT樹脂澆注體的制備 50
3.1.3 力學測試試驗 51
3.1.4 熱學測試試驗 52
3.2 不同催化劑質量分數的pCBT樹脂澆注體的三點彎曲性能 53
3.3 pCBT樹脂澆注體的熱學性能 55
3.3.1 不同催化劑質量分數催化得到的試樣的熱學性能 55
3.3.2 納米TiO2和納米石墨改性pCBT樹脂的熱學性能 57
3.3.3 納米SiO2改性pCBT樹脂的熱行為分析 59
3.4 pCBT樹脂的短切碳纖維改性 61
第4章 納米改性對GF/pCBT復合材料在不同環(huán)境下力學性能的影響 63
4.1 納米改性對GF/pCBT復合材料在不同使用溫度下力學性能的影響 64
4.1.1 材料及制備工藝 64
4.1.2 試驗方法 68
4.1.3 GF/pCBT復合材料在不同使用溫度下的力學性能 70
4.2 GF/pCBT復合材料在濕熱環(huán)境下的力學性能 83
4.2.1 復合材料濕熱老化問題概述 84
4.2.2 浸泡試驗方法與濕熱老化試驗方法 85
4.2.3 老化前后復合材料力學性能測試 87
4.2.4 納米改性對復合材料在不同溫度與濕熱環(huán)境下的等效關系的影響 96
4.2.5 濕熱環(huán)境對納米改性前后復合材料使用壽命的影響 102
4.3 納米改性對GF/pCBT復合材料在低溫環(huán)境下的力學性能影響 107
4.3.1 納米改性對GF/pCBT復合材料在低溫環(huán)境下的力學性能試驗 108
4.3.2 低溫環(huán)境下的力學性能試驗結果 110
4.3.3 納米改性對GF/pCBT復合材料在低溫環(huán)境下的力學性能影響分析 114
第5章 納米改性對SMA/環(huán)氧樹脂復合材料界面黏接強度的影響 121
5.1 納米SiO2改性對SMA/環(huán)氧樹脂復合材料界面黏接強度的影響 121
5.1.1 試驗材料及方法 122
5.1.2 試驗結果與討論 123
5.2 利用酸腐蝕和納米顆粒改性提升界面黏接強度 131
5.2.1 試驗材料及方法 132
5.2.2 試驗結果和討論 135
第6章 GF/pCBT復合材料的液體成型工藝及連接方法研究 147
6.1 GF/pCBT復合材料的液體成型工藝 148
6.1.1 試驗材料 148
6.1.2 熱塑性復合材料RTM成型設備設計 148
6.1.3 RTM工藝原位聚合制備GF/pCBT復合材料 152
6.1.4 改進的液體成型加工工藝制備GF/pCBT復合材料 155
6.2 GF/pCBT復合材料的連接方法 160
6.3 GF/pCBT層合板及接頭力學性能試驗研究 161
6.3.1 GF/pCBT層合板及接頭的力學測試 162
6.3.2 GF/pCBT層合板的力學性能分析 165
6.3.3 GF/pCBT接頭的力學性能分析 172
6.4 復合材料熔融連接接頭的有限元分析 179
6.4.1 有限元模型的建立 180
6.4.2 接頭拉伸載荷下損傷力學模型的建模 182
6.4.3 接頭結構設計方案對數值計算結果與失效模式的影響 187
第7章 混雜改性對GF/pCBT復合材料在低速沖擊載荷下的影響 194
7.1 復合材料低速沖擊問題概述 194
7.2 混雜復合材料及工藝 195
7.2.1 混雜復合材料的特性 196
7.2.2 試驗材料及制備工藝 198
7.2.3 靜力學測試 200
7.2.4 低速沖擊試驗測試 202
7.2.5 復合材料層合板的沖擊臨界穿透能 202
7.2.6 沖擊過程中的變形曲線 207
7.3 混雜復合材料低速沖擊載荷下的有限元分析 209
7.3.1 有限元模型 210
7.3.2 仿真結果與討論 212
7.4 混雜改性泡沫夾心結構在沖擊作用下的力學行為 215
7.4.1 泡沫夾心復合材料概述 215
7.4.2 材料與制造方法 215
7.4.3 復合材料面板及泡沫夾心的基本力學性能測試 217
7.4.4 低速落錘沖擊測試 219
7.4.5 沖擊后壓縮強度測試 219
參考文獻 222