免费论文：碳纤维/双马树脂复合材料弯曲加载湿热特性实验研究

碳纤维增强树脂基复合材料由于其优异性能在航空领域得到越来越广泛的应用。安全性是飞机尤其是民航客机的首要要求，因而需要对复合材料服役期间的安全性进行评估，研究其性能演变规律。飞机结构用复合材料服役期间处于不断变化的湿度、温度和载荷环境中，湿/热/力三者在复合材料性能变化过程中相互作用复杂，这种情况下复合材料的吸湿机理和湿热性能变化规律目前研究较少，因此有必要研究湿/热/力耦合作用下复合材料湿热特性的变化，为服役条件下复合材料的性能预报提供理论和实验基础。本文重点考察了弯曲载荷对碳纤维T700/双马树脂单向复合材料层板湿热行为的影响，采用自制的加载装置对层板施加不同载荷水平的弯曲载荷，测试了70℃水浸不同时间后层板的吸湿状况、动态力学性能、剩余弯曲性能，考察了其破坏模式与弯曲断口形貌，并与无载荷湿热条件下的层板进行对比，分析了拉、压应力对T700/双马树脂体系湿热行为的影响。结果表明，70℃水浸条件下，单纯水作用或低弯曲载荷（30%弯曲强度）/水共同作用下，复合材料树脂/纤维脱粘破坏极小，但高载荷下（60%弯曲强度）力与水的共同作用严重削弱了树脂与纤维的粘接，弯曲破坏中表现出明显的脱粘。提高载荷与延长湿热时间增加吸湿率对弯曲强度的下降程度及纤维树脂的脱粘破坏效果接近。前期复合材料湿热性能主要由吸湿率决定，弯曲载荷大小影响不明显，后期复合材料湿热性能受弯曲载荷大小控制，说明载荷对复合材料长期湿热性能影响更为重要。不同弯曲载荷水平下，载荷与水共同作用并未使复合材料发生明显微观开裂，但复合材料的吸湿特性有明显差异，并且拉、压应力的作用相反，显示了载荷对复合材料湿热性能影响的复杂性。此外，相同吸湿率下，弯曲加载湿热试样的玻璃化转变温度相比未加载湿热试样下降更多，并且载荷增加下降程度增大，说明湿/热/力耦合作用条件下需要考虑载荷对复合材料耐热性能的影响。关键词：碳纤维复合材料层板，双马来酰亚胺树脂，湿热特性，弯曲载荷

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