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结构胶粘剂Ⅰ型断裂性能湿热老化行为研究

随着轻量化概念和异种材料连接需求的提出,结构粘接技术在诸多工程领域得到了广泛的应用。与传统的连接方式,诸如焊接、螺栓连接和铆接等相比,胶接技术有着不削弱母材、连接区域应力分布均匀和抗疲劳性好等优点。与此同时,由于胶粘剂高分子聚合物的材料特性,在长期湿热、辐射和酸碱等环境下,其力学性能会发生不同程度的退化。因此,为了提高结构胶接技术的可靠性和适应性,有必要对胶接结构在长期复杂环境下的多物理场耦合退化行为进行研究。由于湿热环境引起的胶粘剂性能退化会导致裂纹扩展性质与未老化的胶层不同,且鉴于国内研究湿热环境对胶接接头粘接性能的影响的工作相对较少,因此本文选择这一研究的课题开展研究。本文以建立湿热环境下退化的内聚力模型表征结构胶粘剂I型断裂特性为研究目标,首先通过对胶粘剂和铝合金哑铃型试件进行制备和测试,分别得到未老化胶层的准静态力学参数和相应铝合金基底的弹塑性参数;随后设计开展胶粘剂升温环境吸水老化试验,测定其水分扩散和吸湿膨胀特性,  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于环氧及CHDM改性的耐湿热老化聚酯的合成研究

双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(BOPET)具有拉伸强度高、光学性能好、弹性模量高、韧性好、热稳定性好等特点,但是由于其分子结构中存在酯基,BOPET在户外高温高湿的环境中容易水解,使用寿命受到严重影响。为此,本文采用新癸酸环氧乙烷基甲基酯(E10P)作为封端剂,1,4-环己烷二甲醇(CHDM)作为第三单体共同改性PET,制备了耐湿热老化功能聚酯材料。利用核磁共振氢谱(1H NMR)表征了共聚酯的结构,利用差式扫描量热仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)分析了改性聚酯的热性能,利用特性粘度和端羧基含量表征了改性聚酯的耐湿热老化性能,利用X射线衍射(XRD)和偏光显微镜(POM)表征了改性聚酯的结晶性能,采用Jeziorny法计算了改性聚酯在DSC测试中的结晶参数,利用旋转流变仪表征了改性聚酯的流变性能。E10P和CHDM单元的引入对聚酯的玻璃化温度、熔点、分解温度等热性能和流变性能影响较小。XRD测试结果与Jeziorny法理...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

碳纤维增强尼龙-6复合材料湿热老化研究

碳纤维增强尼龙-6复合材料具有可回收,高强度的特点,因此受到广泛关注。但是尼龙-6基体易于吸水的特点限制了其广泛应用,因此本论文针对尼龙-6基体的特点,对短切碳纤维增强尼龙-6复合材料与连续碳纤维增强尼龙-6复合材料的耐湿热老化性能展开研究。论文的主要内容如下:1.利用双螺杆挤出机制备短切碳纤维增强尼龙-6复合材料,利用薄膜层压法制备连续碳纤维增强尼龙-6层合板,调整优化工艺参数,最终制备得到高性能复合材料,设置相应的湿热老化实验方案。2.研究短切碳纤维增强尼龙-6复合材料湿热老化行为,并针对典型力学性能强度保留率进行寿命预测。研究发现CF/PA6复合材料的水分扩散符合Fick扩散定律,加入短切碳纤维有效改善尼龙-6耐湿热性能,CF/PA6吸水增重率与平衡吸湿量均小于纯PA-6树脂,且水分扩散系数随着温度升高而增大。对水分扩散过程进行有限元仿真,仿真结果与实验数据、一维Fick数值模型吻合良好。比较了CF/PA6与PA6材料湿热...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

湿热老化对碳纤维复合材料界面及抗冲击性能影响研究

碳纤维复合材料因其高比强度、耐腐蚀、抗疲劳性能好、材料的可设计性和优良的抗冲击性能,在发动机冷端部件(外涵机匣)以及飞机蒙皮、机翼上得到了广泛应用。飞机在服役期间会受到环境载荷的干扰,复合材料层合板的层间界面结合力较低,对长时间作用的湿热因素较为敏感,导致界面损伤及力学性能变化,对复合材料的抗冲击性能产生影响。本文结合试验手段开展了以下三方面的研究:(1)对T700/TDE-86复合材料参照飞机复合材料循环湿热老化谱进行了循环湿热老化试验,得到吸湿曲线并分析其吸湿机理,通过扫描电子显微镜对不同老化时间的试件进行观察,讨论不同循环湿热老化时长对复合材料表面、纤维/基体界面和层间界面的影响。研究结果表明:T700/TDE-86复合材料吸湿过程分为三个阶段,吸湿变化符合Fick第二扩散定律,在140天左右达到饱和吸湿率,饱和吸湿率为1.256%;随着老化时间的增长,基体表面形成龟裂纹,基体与纤维之间产生剪应力,引起纤维/基体界面的脱粘...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

循环湿热作用下环氧树脂动态力学行为与本构模型研究

三维编织复合材料作为新型材料应用于航空发动机风扇叶片,航空发动机在服役期间经历飞行,停放等不同干湿度交替循环过程,必然会带来复合材料的湿热老化。且航空发动机风扇叶片通常处于高速状态,所受的外物损伤问题具有在短暂时间尺度上发生载荷显著变化的特点,即处于高应变率状态特点。考虑到碳纤维对湿热环境的稳定性和对应变率不敏感性,从材料微观力学角度出发,对三维编织复合材料基体——TDE86环氧树脂湿热演化后的动态力学性能以及本构模型开展研究。本文前期用真空浇注法和高低温湿热循环试验箱分别浇注和湿热老化处理了环氧树脂。以人工模拟风扇叶片服役期间的真实环境,得到湿热循环老化周期0、1、7、14、28、56、70、140天的环氧树脂,对应的发动机服役年限分别为0、1月、6月、1年、2年、4年、5年、10年。利用MTS疲劳试验机和霍普金森拉杆装置分别开展了不同湿热循环周期的环氧树脂的准静态和动态力学性能测试,应变率范围7.5×10~(-6)~1000...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

重庆大学
重庆大学

湿热环境中环氧树脂的老化特性研究

环氧树脂具有优异的电气特性,被广泛应用于电子封装及浇筑型电力设备中。环境中存在的湿、热因素会严重影响环氧树脂的绝缘耐受能力,加速环氧树脂老化速率,危害设备的安全运行,因此研究湿热环境下环氧树脂的老化特性具有重要意义。在湿热老化试验后,本文对样品的质量变化率、红外光谱、拉伸断面图像、介电特性及空间电荷特性进行测试,分析了吸湿特性与老化特性的变化规律,并利用分子模拟软件从微观层面研究了湿热环境对环氧树脂系统的影响,对实验结论进行补充说明。本文主要研究内容如下:(1)在考虑热损失的情况下,得到不同吸湿量随时间的变化规律,将吸湿过程分为三个阶段。第一阶段主要通过水分子浓度差导致的物理扩散吸湿,第二阶段开始出现裂纹等吸水通道,主要通过物理扩散及吸水通道吸湿,第三阶段出现化学吸湿。化学吸湿是由物理吸湿转化的,化学吸湿的出现使得吸湿量迅速增加。湿热老化后,样品的质量变化率呈现“增加-减少-增加”的变化,不符合Fick第二定律。(2)对老化样品...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>