一、复合材料加速老化条件下的力学性能研究（论文文献综述）
谭伟[1]（2021）在《温-湿-载荷耦合对高铁车用聚氨酯粘接剂力学性能及失效机理的影响研究》文中研究表明粘接技术为高速列车混合材料车体结构件连接提供了有效方式。但随着列车服役时间增加和运行里程的累积,车体粘接结构遭受环境温度、湿度及载荷等多因素的耦合作用,这对高速列车的安全运行带来极大的挑战。明确环境温度、湿度及载荷因素对车体粘接结构的作用机制,探究多种效应耦合作用下的损伤演化规律,合理预测粘接结构的服役寿命,对保障中国高铁可持续发展具有重要的现实意义,为高铁“走出去”战略实施提供重要技术支撑。本文基于国家自然科学基金“面向新材料车身的粘接结构老化寿命预测方法研究（51775230）”,针对高速列车粘接结构实际服役工况,研究湿热环境粘接接头的失效机理及接头的剩余强度变化趋势,分析服役温度对老化后接头力学性能的影响,揭示服役温度对粘接接头疲劳性能的影响机理,解析老化与载荷耦合作用对接头力学性能损伤演化及失效机理的影响,改进粘接接头的失效准则,提出合理有效的粘接结构寿命预测方法,为高铁列车粘接结构的设计、强度校核和寿命预测提供参考。具体研究内容分为以下六个方面:第一:研究粘接接头在温-湿耦合环境中的老化作用,选择高温（80℃）和高温高湿（80℃/95%RH）两种温湿老化环境,利用改进的Arcan装置,进行不同老化系数的粘接接头在多个应力状态下的静力学试验,分析接头剩余强度随老化周期和应力状态的变化规律。结合FTIR（Fourier Transform infrared spectroscopy,傅里叶变换红外光谱）对老化前后的粘接剂进行测试,分析老化失效机理。采用宏观和SEM（Scanning Electron Microscope,扫描电镜）观察接头断面失效形式,分析失效机理,最后建立适用于粘接结构的二次应力失效准则。第二:研究服役温度对湿热老化后粘接结构的影响,通过对老化后的粘接接头进行不同温度下的静力学试验,研究在服役温度区间内不同老化系数的粘接接头力学性能和失效模式,揭示温度和湿热老化对粘接剂力学性能影响机理。对粘接接头建立与服役温度和老化周期相关的失效准则,准确表征不同老化系数的粘接结构在不同服役温度下的失效模型。第三:通过疲劳试验测试粘接接头在不同温度下的疲劳性能,研究温度对接头疲劳性能的影响。利用响应面法,建立疲劳失效预测方法和预测模型,将疲劳参数拟合成关于温度的函数,构建具有区间特性的疲劳寿命关系函数,得到对应温度区间内疲劳寿命Nf与温度Temp、名义应力幅值S之间的函数关系Nf=f(Temp,S),获得温度-名义应力-疲劳寿命曲面。通过宏观观察和SEM分析对不同温度下的疲劳失效断面进行研究,揭示了温度对接头疲劳特性及疲劳失效机理的影响规律。第四:研究粘接接头在温湿环境与静态载荷耦合作用下的蠕变及老化行为,在温湿环境下对接头进行不同静态载荷水平的加载试验,分析蠕变变形,建立恰当的蠕变模型。进行温-湿-静态载荷耦合条件下的老化试验,获得接头失效载荷随静态载荷水平与加载时间的变化规律,分析静态载荷在粘接结构老化过程中的影响,并通过SEM进行断面微观形貌分析,讨论失效机理。第五:研究温湿环境与交变载荷耦合作用对接头性能的影响,分别在高温（80℃）和高温高湿（80℃/95%RH）环境中,对粘接接头进行交变载荷作用下的加载试验,对不同加载周期后的接头测试剩余强度,获得剩余强度随载荷水平与加载时间的变化规律,通过SEM分析环境与交变载荷耦合对失效机理的影响。通过方差分析,研究温度、湿度和载荷三种因素对接头强度的影响以及三者之间的交互作用。第六:通过研究高速列车行驶过程中环境和载荷因素对粘接结构强度的影响,提出一种基于剩余强度的寿命预测方法。建立合适的人工加速老化试验谱,对粘接接头进行试验,分析剩余强度及失效模式的变化规律。结合人工加速老化和实车自然老化的强度衰减曲线,建立载荷循环次数与实车行驶里程的对应函数关系,进而对实车粘接结构强度进行寿命预测,并评估粘接结构的失效行为。
李锐锋[2]（2021）在《电子封装聚合物的热氧化行为及其对封装器件的影响》文中提出电子封装聚合物能够使芯片免受外部恶劣环境的影响,特别是冲击、压力等物理作用以及水气、紫外线等化学侵蚀,同时为电路提供机械支持和散热通道,广泛应用于信息终端、汽车电子、钻探设备、航空航天等领域。随着电子产品服役场景的复杂性与多元化程度不断加深,电子器件经常暴露在较高温度环境中,由于聚合物基复合材料的本身特性,外层环氧模塑料容易发生高温氧化,可能引发材料特性退化以及局部应力失配问题,严重影响电子器件的服役可靠性和耐久性。目前,针对电子封装聚合物在高温条件下的热氧化行为以及对器件可靠性影响的研究相对较少,加强该方面的研究对于设计和开发高温电子元件具有重要的实际应用价值和指导意义。本文选取环氧模塑料（EMC）为研究对象,利用实验研究和数值模拟相结合的方法系统研究了 EMC的高温热氧化行为及相关机理,并探究了热氧化现象对电子器件可靠性的影响,具体工作包括:首先,探究高温条件下环氧模塑料的热氧化行为及机理,建立环氧模塑料热氧化扩散模型,并通过有限元分析方法验证该模型的正确性与准确性。本研究采用DMA技术获得模塑料的弹性模量E,通过分析tanδ-T曲线得到玻璃化温度Tg,发现随着老化温度和时间的增加,玻璃态和橡胶态模塑料的弹性模量均显着增大,而且高温老化后模塑料玻璃化温度出现明显分化,存在较低的Tg-1和较高的Tg-2,通过与真空环境中高温储存模塑料进行对比,明确了 Tg-1为未氧化内核的玻璃化温度,Tg-2为外氧化层的玻璃化温度,而且模塑料力学性能发生改变源于高温氧化作用。借助热机械性能分析（TMA）得到模塑料的Δl-T（变形-温度）曲线以及热膨胀系数CET,发现同样的老化条件下模塑料表现出不同的热膨胀系数,分析得到其中较小的CET-1为未氧化内核的系数,较大的CET-2为外氧化层的系数。利用荧光显微分析技术探究了模塑料高温老化过程中氧化层的演化行为,发现随着老化时间的延长,氧化层不断生长与变厚,但是氧化层的厚度最终将趋于一平台值。考虑到气体扩散方程和热传导方程求解的相似性,建立了EMC材料的热氧化扩散模型,然后在ANSYS有限元软件中将EMC氧化扩散转换为热传导问题,进行不同老化条件的数值仿真,发现仿真结果与实验数据趋势完全相同,从而验证了环氧模塑料热氧化理论及扩散模型的正确性。然后,系统研究材料成分和老化条件对模塑料力学行为及热学特性的影响规律及作用机理。选取了两种不同填料含量的样品,老化温度选取 175℃、200℃、225℃,老化时间设置0h、100h、500h、1500 h。在室温未老化时,随着SiO2填料含量增加,模塑料玻璃态的弹性模量随之增大,但是橡胶态弹性模量反而降低,这是因为SiO2阻碍了模塑料的交联固化,填料含量高时交联反应不够充分,从而影响橡胶态的力学性质。在高温老化后,SiO2填料含量越低,模塑料在高温氧化程度越严重,因为填料能够起到阻碍氧气向内层扩散的作用。当材料成分一致时,随着老化温度与时间增加,内核的玻璃化温度Tg-1基本没有发生变化,外氧化层的玻璃化温度Tg-2显着增大。模塑料弹性模量E不断增大,但是橡胶态相较于玻璃态弹性模量增幅更大,聚合物力学性能发生严重退化,材料因此变硬变脆。同时,高温老化导致模塑料分层,在氧化层与内核之间形成了新的界面,由于两种材料的弹性模量、热膨胀系数、泊松比等力学性能的不同,在界面处形成较大的内应力,显着加速模塑料的开裂失效。最后,针对典型电子封装器件开展高温老化实验研究,研究热氧化对封装结构与材料特性的影响行为及作用机理;并对典型的封装结构进行热氧化建模仿真,评估热-应力对器件力学行为的影响。经过长时间的高温老化试验,电子封装器件中EMC材料的弹性模量均显着增大,粘弹性区域扩展材料发生松弛现象,与此同时发生材料强度降低、吸水率增加现象。通过显微技术观察到封装互连焊点发生严重氧化失效,由此可见高温热氧化行为严重影响电子封装结构的服役可靠性。为了精确评价高温存储过程中电子封装器件的热-力行为,需要明确老化温度、时间、弹性模量三者之间的定量关系,本研究通过Origin软件与Sigmoid函数拟合得到EMC弹性模量随老化条件的变化曲线并建立回归方程,由此能够得到任何老化温度与时间条件下的EMC弹性模量数据,随后选取不同氧化程度的四种模型作为研究对象,明确封装尺寸与材料特性参数,通过ANSYS有限元软件进行器件热-应力耦合分析,获得封装结构内部的应力分布状况,发现Von Mises最大应力值位于芯片与塑封料界面处,而且随着老化温度与时间增加,外层模塑料模量改变造成材料应力失配更为严重,175℃下老化1500小时器件最大应力值比没有经历老化的器件增加了约58%,由此证明热氧化行为严重影响器件的服役可靠性。综上所述,本文以电子封装聚合物（环氧模塑料）为研究对象,深入开展高温老化实验研究,揭示了高温条件下环氧模塑料的热氧化行为及作用机理,探索并建立了描述环氧模塑料热氧化行为的数学模型,并进行了有限元分析与验证;此外,采用数值模拟手段研究了热氧化对电子器件的力学行为的影响,评估了封装器件高温老化热-应力状态。该研究能够为高温电子器件的设计开发提供参考,为高温封装可靠性与耐久性评价及失效预测提供理论支撑。
肖远航[3]（2021）在《风电叶片用碳玻混杂复合材料结构与性能的研究》文中提出近年来,随着海上风电及低风速风电的快速发展,纯玻璃纤维增强复合材料已越来越不能解决叶片尺寸大型化所带来的刚度不足的问题。碳纤维增强树脂基复合材料是一种高刚轻质的材料,它在风电叶片上的应用可以很好的提高叶片的结构刚度和强度,降低结构重量。但碳纤维高昂的价格限制了其在风电叶片上的大规模应用。将碳纤维与玻璃纤维混杂,在不改变传统风电叶片复合材料成型工艺基础上,可以显着提高叶片的刚度和模量,同时有效降低原材料和生产成本,有望在风电叶片领域得到广泛应用。本论文首先采用碳纤维织物和玻璃纤维织物进行层间混杂,并通过真空辅助树脂灌注成型（VARI）制备层间混杂复合材料,系统研究了不同混杂比的层间混杂复合材料结构与性能,特别是湿热老化后的结构与性能;同时自主设计定制碳纤维与玻璃纤维层内混杂织物,系统研究了不同混杂比的层内混杂复合材料结构与性能,特别是湿热老化后的结构与性能。本研究具体内容与结论如下:（1）选取不同比例的碳纤维和玻璃纤维织物,通过VARI工艺制备了不同碳玻混杂比的层间混杂复合材料,并系统研究了碳玻混杂比对层间混杂复合材料结构与性能的影响。研究发现,随碳纤维与玻璃纤维织物混杂比的增加,碳玻层间混杂复合材料的拉伸、压缩、弯曲和层间剪切等力学性能发生显着变化:0°拉伸强度随之增加;90°拉伸强度由于捆绑纱的作用随之下降;0°压缩强度和0°压缩模量随之增加;弯曲强度虽有增加趋势,但无明显规律,弯曲模量随之增加;层间剪切强度随之递增;混杂复合材料的玻璃化转变温度整体呈下降趋势。（2）采用水浴加热的方法,系统研究了不同碳玻混杂比的层间混杂复合材料的湿热老化行为。研究发现,在80℃水浴加热处理98天的条件下,水在碳玻层间混杂复合材料中的扩散系数与碳玻混杂比无明显关系;0°拉伸强度保留率都在55%以上,90°拉伸强度保留率35%以上;0°压缩强度保留率都在34%以上,0°压缩模量保留率都在92%以上;弯曲强度保留率都在37%以上,弯曲模量保留率都在81%以上;层间剪切强度保留率都在47%以上;玻璃化转变温度下降均在21%以内;在湿热环境下随着时间的继续增长碳玻层间混杂复合材料的力学性能在下降到一定程度时会趋于稳定;扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料90°拉伸断裂截面发现,湿热老化后,碳玻层间混杂复合材料的树脂含量明显变少,内部空隙变大,纤维与树脂的界面发生严重破坏。（3）采用碳纤维和玻璃纤维按照一定比例进行层内混杂制备织物,通过VARI工艺制备了不同碳玻混杂比的层内混杂复合材料,系统研究了碳玻混杂比对层内混杂复合材料结构与性能的影响。研究发现,随碳纤维含量的增加,碳玻层内混杂复合材料的拉伸、压缩、弯曲和层间剪切等力学性能发生显着变化:0°拉伸强度随之增加,而其拉伸断裂区域却随之变小;90°拉伸强度存在着上升趋势;0°压缩强度和0°压缩模量随之单调增加;弯曲强度出现了一些下降,而弯曲模量则出现了逐渐上升的趋势;层间剪切强度表现出微弱的无规律波动;玻璃化转变温度随之上升。（4）采用水浴加热的方法,系统研究了不同碳玻混杂比的层内混杂复合材料的湿热老化行为。研究发现,在80℃水浴加热处理42天的条件下,水在碳玻层内混杂复合材料中的扩散系数随碳玻混杂比的增加有下降趋势;0°拉伸强度保留率均在72%以上,90°拉伸强度保留率均在42%以上;0°压缩强度保留率均在64%以上,0°压缩模量保留率均在92%以上;弯曲强度保留率均在52%以上,弯曲模量保留率均在92%以上;层间剪切强度保留率均在54%以上;玻璃化转变温度在7天时下降幅度最大达24%,后又有所提升,最终在12%以内;在湿热环境下随着时间的继续增长碳玻层内混杂复合材料的部分力学性能在下降到一定程度时会趋于稳定;扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料90°拉伸断裂截面发现,湿热老化后,碳玻层间混杂复合材料的树脂含量明显变少,内部空隙变大,纤维与树脂的界面发生严重破坏。
张彦靖[4]（2021）在《海水老化后纤维增强复合材料变形损伤测量研究》文中提出复合材料因其比强度高、比刚度大、质地轻等优异的性能,被广泛应用于航空、汽车、海事等领域,但复合材料长期服役在海水、湿热、高温等环境条件下,其部分性能会变差,从而影响其使用寿命,本文对碳纤维平纹编织复合材料、玻璃纤维平纹编织复合材料和不同铺层方式的碳/玻混杂复合材料试件进行人工海水浸泡老化,利用声发射技术和数字图像相关方法对海水老化后复合材料试件的弯曲加载破坏过程进行实时监测,得到了海水老化后不同类型复合材料试件在弯曲载荷下的声发射响应行为和变形场信息,分析了老化后纤维增强复合材料的弯曲变形损伤行为,结论主要如下:（1）老化1344 h的碳纤维复合材料试件的弯曲强度最低,根据声发射信号幅值、撞击累计数、持续时间等特征参数信息及数字图像相关变形场信息可以得到,老化时间越久的试件在弯曲承载时,产生的声发射信号幅度更大,产生高持续时间声发射信号的时刻提前,信号撞击累计数直线上升的时刻更早。老化1344 h的试件产生的幅度为40-60dB的声发射信号几乎最为密集,且60 dB以上的信号最多。材料在低水平载荷状态下的水平方向最大应变值随老化时间增加呈递增趋势,老化1344 h的材料加载方向表面应变值高达26.698%,且材料高应变区域范围增大。（2）玻纤增强复合材料的弯曲强度随老化时间增加呈现逐渐下降趋势,最终弯曲强度保持率为80.53%。根据声发射信号数量及幅值大小,不同老化时间的试件损伤过程划分为损伤积累阶段和损伤破坏阶段。相较于老化0、168和336 h的试件,老化672、1008和1344 h的试件在损伤积累阶段产生的声发射信号的数量更少,能量更低,持续时间更短,在损伤破坏阶段采集到的80-100 dB的声发射信号逐渐减少。根据应变场信息可以得到,老化1008和1344 h的材料拉压应变差值最大,分层范围及程度更为明显,试件上表面分层损伤更为严重。（3）老化1344 h后的碳/玻混杂复合材料的承载能力降低,铺层顺序分别为[CCGG]S、[GGCC]S、[GCGC]S和[CGCG]S的复合材料抗弯强度下降百分比分别为14.9%、9.43%、6.83%和8.90%。表层为碳纤维的老化试件在弯曲损伤初始阶段即产生幅度高于80 dB的声发射信号,而表层为玻璃纤维的老化试件在损伤初始阶段产生的声发射信号幅值低于60 dB;单层层间混杂复合材料老化后的抗弯强度下降百分比低于双层层间混杂复合材料,双层层间混杂材料老化前后产生弯曲损伤声发射信号数量近似相同,而单层层间碳/玻混杂试件老化后的弯曲变形损伤声发射信号数量远低于未老化试件;材料老化后会降低界面强度,界面失效所需能量降低,受压位置处上下表面分层损伤更易出现。（4）声发射技术和数字图像相关方法是研究复合材料老化后弯曲变形损伤行为的有效途径,对保证海水环境下纤维增强复合材料结构件的长期服役及结构健康监测有指导意义。
李家兴[5]（2021）在《海水浸泡与应力耦合作用下的CFRP网格耐久性试验研究》文中研究说明碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）因其轻质、高强、耐腐蚀等显着特性,成为土木工程研究和应用的热点,其中纤维增强复合材料网格（格栅）由于其独特的材料特性,具有施工方便、整体性好等技术优势,在工程中逐渐运用广泛。当纤维增强复合材料实际应用在海滨工程中,不可避免会同时受多种环境因素的影响,这种环境耦合作用会导致材料外观及力学性能的加速劣化,进而影响结构耐久性。研究海水、应力环境下CFRP网格性能劣化的作用机理及退化规律,对于CFRP网格在实际工程运用中具有重要意义。本文采用试验与理论相结合的方法,主要研究内容及结论如下:（1）对纤维增强复合材料应用中常见基体、纤维及界面在环境中老化现象、损伤机理进行归纳总结,根据材料在环境侵蚀作用下的老化规律,提出纤维增强复合材料三段式（平台期、快降期、缓降期）耐久性模型,此模型对试验数据拟合度较高;（2）开展周期为0、30、60、120、180、270、360天的CFRP网格在水溶液、海水干湿循环、海水与应力耦合作用下耐久性试验;分别设计水溶液、海水及海水干湿循环工况下破坏性试验与非破坏性试验试件110个、15个;海水与30%fu、60%fu（极限抗拉强度）应力耦合作用试件各35个,加0时刻对照组共200个试件。通过拉伸试验,研究力学性能退化规律;对纵断面表层树脂、横断面树脂-纤维界面进行SEM电镜扫描,从微观分析材料侵蚀程度。试验结果表明:CFRP网格在水溶液、海水溶液、海水干湿循环环境中耐久性较好,老化360天,弹性模量分别下降3.1%、3.2%、3.9%,抗拉强度分别下降6.2%、10.2%、10.9%;CFRP网格在海水与30%和60%应力耦合作用下360天,弹性模量分别下降3.6%、5.0%、7.1%;抗拉强度分别下降10.2%、12.3%和20.2%;伸长率分别下降6.8%、7.7%、14.1%;CFRP网格劣化随应力水平提高而加剧,SEM的结果与力学性能结果一致。（3）通过耐久性模型对试验数据拟合验证,对比不同工况分析环境间相互作用,建立应力（拉）水平对环境侵蚀的加速作用,得到随应力水平变化对环境侵蚀系数的加速因子;对FRP在应力耦合环境中耐久性预测,与已有试验数据对比,发现材料在环境中具有相似损伤机理的前提下,通过应力加速因子对材料耐久性预测较为准确,不同老化损伤机理,耐久性预测误差波动较大。
钱恒奎[6]（2021）在《T800/X850层合板湿热老化组织性能表征与声学评价》文中提出碳纤维增强树脂基复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastic,CFRP）具有高比强度、高比模量、耐腐蚀、耐疲劳等优点,在航空航天等领域广泛应用。由于服役环境普遍存在湿、热影响,材料易发生湿热老化,成为结构性能退化的主要形式之一。目前关于CFRP湿热老化评价多限于实验室有损方法,主流标准ASTM D5229、HB 7401-1996等均以小试样质量变化为评价指标,对结构件并不适用,故发展结构件湿热老化损伤的无损、准原位评价方法对于保证承载性能、评价结构完整性至关重要。超声无损检测技术以分辨率高、检测方式灵活、对人体无害等优势广泛应用于工业领域,借助声速、声衰减等指标可进一步评价材料组织、性能变化,成为湿热老化无损评价的潜在手段之一。T800/X850复合材料是我国C919客机承力结构上采用的T800级层间增韧CFRP材料,其湿热老化性能对保证大型CFRP构件长期可靠服役十分关键。本文以T800/X850复合材料为主要研究对象,以T300/AG-80复合材料作为对比,开展湿热老化组织性能表征与声学评价。通过吸湿率、微观组织、声学性能、力学性能研究,建立不同老化阶段材料微观组织、宏观性能与声学特性参数的定性、定量关系,发展CFRP结构件的湿热老化无损评价技术。主要研究内容及结论如下:1.25℃和70℃条件水浴1400 h范围内,T800/X850和T300/AG-80吸湿特性曲线均符合两阶段吸水模型,老化初期吸湿率呈线性增长,随后增长变缓并逐渐饱和,70℃吸湿率更高更快,25℃时T800/X850吸湿率大于T300/AG-80,70℃时大小相反。微观组织分析发现:T800/X850在70℃老化初、中期树脂水解析出,纤维基体结合良好,后期在富树脂层附近的纤维/树脂界面产生较多裂纹;25℃下老化程度缓慢,虽有树脂水解析出,并未发现明显裂纹;T300/AG-80老化规律相近。2.声学特性分析表明:两种材料纵波声速在老化初期有一定程度增加,之后总体呈下降、再上升后基本保持平稳的变化趋势,变化范围约为初始声速的1%,25℃对应数值要高于70℃,声衰减系数、衰减谱斜率总体变化趋势与之相反。原因在于老化初期水分子扩散进入基体使孔隙减少,树脂溶胀与纤维联结紧密,界面状态改善,材料弹性增强,随老化时间延长纤维/基体界面不断损伤,与后固化效应共同作用影响材料声学特性。3.基于超声液浸背反射法获得不同老化阶段弹性常数,发现单向板纤维方向弹性常数变化最大,与上述多向板纵波声速变化规律大体相当,其他方向弹性常数基本没有变化。不同温度范围下动态力学性能结果表明:两种材料损耗因子与损耗模量峰值基本向低温方向偏移,水的塑化作用导致玻璃化转变温度降低,材料耐热性减弱;树脂基体中的水分越多,分子间范德华力和氢键作用破坏越严重,两种材料的储能模量随着老化时间的增加都在向低温区偏移。4.三点弯曲测试表明:弯曲强度与剪切强度随老化时间增加总体呈下降趋势,以70℃、T300/AG-80下降程度最为明显,可达58%,体现为树脂、树脂/纤维界面的性能退化。断裂面显微分析和超声C扫描结果证实:T800/X850分层损伤主要集中在压头加载位置并沿层厚方向多层连续分布,T300/AG-80则从端部向内部延伸,随老化时间延长分层长度和数量均有所增加。利用粘聚区模型开展有限元分析发现T300/AG-80分层损伤结果与实验现象较为吻合,而相同条件下T800/X850因层间增韧未出现分层损伤。考虑老化导致的弹性变化,弹性常数小幅增加时分层损伤起始发生的时间相比未老化时稍有延后。
王伟[7]（2021）在《木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性能与耐久性研究》文中认为木质纤维材料因其来源十分广泛、轻质、较高的比强度和比模量等优点而被广泛关注。木质纤维材料主要成分包括纤维素、木质素和半纤维素等,是一种比较理想的填充材料,有望部分替代合成纤维材料来增强聚合物,以弥补聚合物力学性能方面的不足。但是,木质纤维材料自身也存在一些不足,如易吸湿、性能差异大以及耐久性比合成纤维材料差等。因此,研究木质纤维材料增强聚合物复合材料的力学性能与耐久性十分必要,可为该类材料的工程设计与应用领域拓展提供参考。本文对木质短纤维增强聚丙烯复合材料力学性能、热稳定性能以及动态热力学性能进行了较为系统地研究,分析木质短纤维对聚丙烯基体的增强作用机理,并研究在温度、作用力速度、水分等加速材料老化的因素作用下复合材料力学性能的退化程度与退化机理。探索建立弯曲强度、储能模量随时间变化的主曲线,以预测复合材料的长期力学性能。具体研究内容如下:（1）木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备与测试表征。针对木质短纤维在聚丙烯中分散性较差以及木质短纤维与聚丙烯界面相容性差的问题,本文采用两步法（挤出-注塑）并使用马来酸酐-聚丙烯共聚物（MAPP）作为增容剂进行木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备:首先通过挤出成型的方法制备出木质短纤维含量较高（木质短纤维质量分数为70%）的木质短纤维/聚丙烯混合粒子,然后将木质短纤维/聚丙烯混合粒子、聚丙烯母粒和MAPP粒子按一定质量比混合均匀后喂入注塑机成型。最后对制备的复合材料试样进行力学性能（包括拉伸性能、弯曲性能、耐冲击性能）、热稳定性能（DSC、TGA）以及动态热力学性能（DMA）表征。结果显示木质短纤维能够显着提高聚丙烯基体的强度和刚度,而且复合材料的拉伸强度、杨氏模量、弯曲强度和弯曲模量分别与木质短纤维含量呈线性关系。具体地,拉伸强度和弯曲强度分别比聚丙烯最高增加58.75%和134.46%,杨氏模量和弯曲模量分别比聚丙烯最高增加197.47%和258.25%,证明了制备的复合材料质量比较稳定。但是,随木质短纤维材料含量增加,复合材料的耐冲击性能下降,复合材料的破坏模式由韧性破坏转为脆性破坏。综合考虑聚丙烯与木质短纤维/聚丙烯复合材料的熔融温度、结晶度、初始热降解温度等指标,发现所制备复合材料的热稳定性差异不大,当木质短纤维含量较高时,由于木质短纤维在聚丙烯基体的分散均匀性相对变差,导致界面有效传递应力的作用减弱,其热稳定性略有降低。动态力学分析表明,材料的储能模量随木质短纤维含量的增加而增加,这与静态力学测试结果相符。（2）在温度、弯曲应变率的作用下,复合材料的弯曲行为与长期力学性能。研究材料的长期力学性能,一般采用人工加速材料老化的方法。木质纤维材料增强聚合物复合材料作为一种聚合物基材料,其力学性能具有典型的粘弹性特征,主要受到外界环境温度、湿度和作用力速度等的影响。因此,可以通过改变温度和水分条件等加速材料老化的方法进行复合材料长期力学性能的研究。本文以聚丙烯和木质短纤维/聚丙烯复合材料的三点弯曲实验为例,探索与分析在温度、弯曲应变率的作用下,复合材料弯曲行为的变化与机理,发现弯曲强度与弯曲模量随弯曲应变率的增加而增加,随温度的升高而降低,而且温度越高,木质短纤维对聚丙烯基体的增强作用越显着。更重要的是,弯曲强度随弯曲应变率和温度的变化程度分别与弯曲模量随弯曲应变率和温度的变化程度保持比例关系。证明了时-温叠加原理对木质短纤维/聚丙烯复合材料在非线性粘弹区弯曲行为的适用性,并借助水平移动因子构建弯曲强度、储能模量随时间变化的主曲线,用以预测材料长期的静态和动态力学性能;借助Eyring关于速度过程的一般理论和Arrhenius方程,计算得到材料的活化体积和塑性变形活化能,其中计算得到的聚丙烯的塑性变形活化能数值接近聚丙烯的断键活化能;利用多频模式下的DMA测试结果计算出了材料的表观活化能,评估了材料的耐久性。（3）湿热条件下,材料的吸水行为与力学性能退化。研究聚丙烯和不同木质短纤维含量的复合材料在23°C、60°C、80°C下的吸水行为,通过材料的吸水曲线和数学方法证明了材料的吸水过程符合Fick扩散,或者材料的吸水过程以Fick扩散为主;基于材料吸水过程中的扩散类型和平衡含水率求得扩散系数,从吸水曲线和扩散系数上可以发现,吸水速率随木质短纤维含量的增加和温度的升高而增大,与前面研究报道的木质短纤维增强聚丙烯复合材料吸水过程中的扩散系数相比,本文所制备复合材料吸水过程中扩散系数较小,说明本文所采用的制备方法是可行的;基于现有的预测板材长期吸水行为的模型,求得材料的理论吸水曲线并与实验结果对比,发现使用理论模型的前六项级数可以较好的拟合实验结果,基于表示扩散系数与温度关系的Arrhenius方程型关系式求得其未知参数数值,并用以预测不同温度下的扩散系数;材料在湿热条件下达到有效吸水平衡后,材料的力学性能显着下降,其力学性能退化程度随着平衡含水量增加而增大,而且水分子对材料有明显的塑化作用,通过DMA测试发现,材料达到有效吸水平衡后,其损耗因子增大,界面有效传递应力的作用减弱。基于上述研究,本文揭示了木质短纤维对聚丙烯基体的增强作用机理,以及温度、弯曲应变率对木质短纤维/聚丙烯复合材料力学性能的作用规律与机理;证明了时-温叠加原理对木质短纤维/聚丙烯复合材料在非线性粘弹区弯曲行为的适用性;建立了能够预测材料长期力学性能的弯曲强度、储能模量随时间变化的主曲线;发现了木质短纤维/聚丙烯复合材料的吸水规律,并获得了该材料的吸水模型与扩散系数模型;探究了在湿热老化条件下材料力学性能退化与平衡含水量的关系以及力学性能退化机理。以上研究成果为木质短纤维/聚丙烯复合材料的设计与应用提供了必要的实验和理论支撑,为其他天然纤维增强聚合物复合材料的研究提供参考。
韩瑞杰[8]（2021）在《特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究》文中指出橡胶是一类最为常用的弹性密封材料,其在复杂环境下的性能稳定性直接决定了橡胶密封构件服役的可靠性。密封的失效,尤其受高温、摩擦及材料结构损伤引起的密封失效,不仅会造成密封结构的破坏,还会导致巨大的经济损失和人身伤亡事故的发生。因此,如何探究橡胶密封材料在复杂环境下性能的变化机理及提升自身结构的优化水平已成为当前橡胶密封材料服役过程中亟待解决的科学问题。本论文围绕飞机舱门橡胶密封材料性能的评估及应用,以橡胶密封材料耐高温老化特性、老化机理的研究及飞机舱门织物/硅橡胶密封材料制备与表征为主题,在材料的耐高温配方、高温老化后力学性能、摩擦性能、织物/硅橡胶密封材料的摩擦及粘结复合工艺性能等方面进行了一系列的研究,主要内容如下:首先,以丁腈橡胶密封材料为基础材料研究了热氧老化前后平均交联密度和局部交联密度对基体力学性能的影响。分析了丁腈橡胶拉伸强度随交联密度的增长呈现先升高后下降的变化规律;基于扩散限制型氧化（DLO）效应,测定了基体局部交联密度的梯度分布,揭示了热氧环境下交联点的分布失衡是阻碍受力过程中应力分散,造成力学性能损失的重要原因;研究了高温压缩环境下分子链交联与断裂之间的竞争关系,阐明了压缩残余变形在老化环境下的增长机制;建立了间隔应变模型,并基于位移累积法对橡胶的拉伸性能进行测试,证实了数字图像相关（DIC）在复杂环境下对橡胶大变形测量的可靠性。其次,在交联密度测试及分析方法的基础上,进一步探究了硅橡胶（苯基）复合材料在热氧环境下力学性能变化的机理。基于CeO2和石墨烯良好的高温防护作用,设计并制备了高温耐受性优良的CeO2/石墨烯硅橡胶（苯基）复合材料,揭示了热氧环境下CeO2对自由基的清除、石墨烯与苯基团的π-π共轭效应是提升硅橡胶（苯基）复合材料高温耐受性的重要因素;结合热分析动力学计算了硅橡胶复合材料热降解的平均活化能E,进一步验证了 CeO2和石墨烯在热氧老化过程中的作用机理。力学测试表明,基于CeO2（2 phr）和石墨烯（0.8 phr）对基体良好的热防护作用,硅橡胶（苯基）复合材料在300℃/48 h老化后的拉伸强度及拉断伸长率分别保持在4.67 MPa和180%。然后,基于CeO2和石墨烯良好的热防护作用,探究了 CeO2/石墨烯硅橡胶（苯基）复合材料热氧老化前后摩擦系数及磨损形貌的变化规律。通过表层交联密度的测定及表面形貌的分析,研究了表面基体硬度、粗糙度及缺陷对硅橡胶（苯基）复合材料摩擦系数和磨耗比的影响。CeO2与石墨烯对基体良好的热防护作用及石墨烯的自润滑效应均可有助于降低材料的磨耗比,但过量（1.5 phr）石墨烯加入后会引起摩擦表面基体抵御循环剪切能力的下降,造成老化后基体磨耗比由0.8 phr石墨烯时的4.24×10-3 mm-3/N.m提升至4.44×10-3 mm-3/N·m。再次,通过摩擦系数及磨损形貌的对比,证实了表层聚酯织物对硅橡胶基体耐磨性能的显着提升作用。设计制备了含双层织物的硅橡胶复合材料,并基于服役环境,研究了织物/硅橡胶密封材料在干滑/浸水/高温/浸油环境下磨损形貌的差异及摩擦系数的变化规律;观察了滑动速率、外部荷载及织物纱线方向对织物/硅橡胶密封复合材料摩擦性能的影响,指出浸水环境下高荷载（25 N）对织物纤维的牵拉及破断作用是导致织物原始结构破坏及表面严重破损的重要原因。最后,通过硅橡胶基体的改性及胶粘剂调配工艺的改善,提升了织物与硅橡胶的粘结性能。基于拉伸、撕裂、剥离等测试,确定了以0.2 phr钛酸酯作为最优含量来增强硅橡胶与织物的粘结性能。接触角测试、红外表征及剥离测试表明,钛酸酯的加入有助于提升硅橡胶的可粘接性。随着钛酸酯含量从0 phr增加至0.2 phr,硅橡胶基体表面的接触角从123.33°下降至108.39°。改性后的硅橡胶基体表面润湿性显着增强,这是硅橡胶与聚酯织物粘结性能提升的重要原因。此外,基于织物纱线拉伸模量的差异,获得了外层织物的剥离状态及内层织物与橡胶的相互作用对织物/硅橡胶复合材料剥离强度及剥离伸长量的影响规律。研究成果将对橡胶密封材料高温老化机理的探索及综合性能的评估提供有价值参考;同时,织物/硅橡胶密封材料多工况下摩擦行为的研究及织物与硅橡胶粘结复合工艺的改善都将为航空织物/橡胶密封材料的应用提供可靠的实验支持。
史宝会[9]（2020）在《三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为》文中研究指明三维编织复合材料具有卓越的结构整体性,轻质高强和抗分层等特性。在大气环境服役过程中,热氧老化导致的三维编织复合材料结构件强度降解和退化是无法避免的问题。与此同时,老化降解的编织复合材料还可能受到各类冲击损伤的威胁,例如飞行器高速状态的飞鸟撞击和冰雹碰撞等。结构件的老化降解对其抵抗外部物体动态冲击能力造成显着的影响。因此,探讨和揭示三维编织结构复合材料在不同热氧老化环境下的动态力学响应,对编织复合材料结构件的耐久性、安全服役性能和寿命预估具有至关重要的意义。本文旨在发现三维四向（3D4d）、三维五向（3D5d）编织结构复合材料大气环境热氧老化前后冲击断裂性质变化规律。采用实验和多尺度有限元相结合的分析方法,研究老化时间和温度对三维编织结构复合材料冲击断裂强度降解影响,揭示热氧老化后编织复合材料冲击断裂损伤机理,为编织复合材料在大气环境安全服役提供理论和实验参考。论文主要研究内容如下:（1）树脂浇注体和3D4d和3D5d编织复合材料老化处理。根据动态热机械分析实验方法（DMA）测试环氧树脂聚合物的玻璃化转变温度,并以此温度设定老化温度为90℃和180℃,老化时间为0、2、4、8、16天。（2）树脂浇注体和3D4d和3D5d编织复合材料老化前后性质变化实验表征。分别利用光学摄像设备,红外光谱分析表征热氧老化过程中环氧树脂聚合物表面形貌和化学性质变化;利用扫描电子显微镜（SEM）观察热氧老化过程中三维编织复合材料界面损伤情况。利用单轴动、静态压缩实验表征环氧树脂浇注体热氧老化后的力学响应。利用动、静态断裂实验表征3D4d和3D5d编织复合材料断裂行为和力学响应。（3）基于编织复合材料内部纱线真实交织情况,构建多尺度有限元模型。通过引入老化后树脂性质,预测微观结构纱线模型,中观尺度模型（内单胞,面单胞和角单胞）、宏观尺度均质模型的材料性质。根据上述计算结果,构建细观结构-宏观结构跨尺度有限元模型,探究热氧老化引起的树脂基体降解,纱线性质变化以及纱线/树脂基体界面性质改变对3D4d和3D5d编织复合材料冲击断裂力学性能影响,揭示3D4d和3D5d编织复合材料在大气环境中热氧老化后冲击强度降解机理。研究主要结论为:（1）温度和氧气相互作用促进了环氧树脂老化进程。当老化温度较低（90℃）或老化时间较短时,后固化作用主导环氧树脂力学性能增强;相反,当老化温度升高（180℃）、暴露时间延长时,环氧树脂内部大分子链段的热分解和表层小分子氧化成为影响树脂力学性能的主要因素。（2）在热氧老化过程中,编织复合材料老化降解不仅受到树脂基体热解和氧化影响,同时受到界面弱化的作用。老化时间和老化温度对三维编织结构复合材料冲击断裂性能有显着的影响。低温（90℃）老化16天时,环氧树脂基体的老化主导复合材料力学性能变化,编织复合材料冲击断裂强度受树脂基体后固化作用而增强。高温（180℃）老化16天时,编织复合材料纱线/基体界面性能减弱。界面性质弱化和树脂基体热氧老化降解共同导致编织结构复合材料冲击断裂性能急剧恶化。（3）通过多尺度有限元法,成功预测90℃和180℃老化16天时编织复合材料宏观均质模型材料性质。根据纱线在编织结构内的实际交织情况建立中观尺度的编织结构内单胞,面单胞和角单胞模型,并进一步推导面、角单胞模型的周期性位移边界条件施加方程。通过引入老化树脂在动态情况下弹性参数,预测微观尺度纱线单胞,中观尺度编织内单胞,面单胞和角单胞性能。最终,将得到的中观尺度单胞模型性能赋予均质模型,得到90℃和180℃老化16天时3D4d和3D5d编织复合材料宏观均质模型材料性质,对编织复合材料部件在老化环境中的设计和使用具有重要指导意义。（4）基于细观结构-宏观结构跨尺度有限元模型方案,有效模拟3D4d和3D5d编织结构复合材料老化后动态断裂力学响应和损伤形貌。结果显示:3D4d和3D5d编织复合材料模型所得冲击断裂载荷位移曲线均与实验结果吻合性良好。编织增强体是主要的承力结构,对于3D5d编织复合材料模型,内部轴纱应力水平高于编织纱线。纱线/树脂基体界面弱化导致180℃老化的复合材料模型呈现较低的应力分布和最严重断裂损伤。界面弱化导致应力不能有效在树脂基体和纱线结构之间传递,造成增强体结构应力水平较低,增强体结构承担总应力减小,复合材料模型整体冲击断裂性能随之降低。引入轴纱提高了3D5d编织复合材料抵抗冲击断裂的能力,从比能量吸收角度分析,冲击断裂过程中,轴纱贡献了最大能量吸收能力。本文研究结果阐明了老化时间和老化温度对3D4d和3D5d编织复合材料冲击断裂性质影响规律,从树脂基体热氧老化降解和纱线/基体界面损伤揭示了编织复合材料老化后冲击断裂性质降解机理。研究结果对服役于热氧老化环境中的编织结构复合材料的结构设计和材料选择具有指导价值。
曹海盛[10]（2020）在《高压电缆绝缘材料温度频变热老化研究》文中指出交联聚乙烯（Cross-linked polyethylene,XLPE）材料因其优异的电气、理化性能,在交直流电缆中得到了广泛应用。随着环境友好型社会的倡导和电力行业的发展,高压电缆绝缘材料在环保问题上面临着新的挑战。XLPE是一种热固性材料,退役后无法回收利用,容易产生环保问题。而聚丙烯（Polypropylene,PP）材料作为环保型热塑性材料,具有良好的绝缘性能,被视为未来替换XLPE材料的最有潜力的选择之一。目前PP材料在力学性能及耐热性能等方面存在一定的改进空间,可行的方法是对其进行纳米改性,因此系统地研究PP及其纳米复合材料的老化规律,可为新型电缆材料选型和寿命预测提供理论依据。在高低温交替作用下,XLPE、PP等结晶型材料的晶体结构会在熔融态与结晶态间反复变化,加剧材料分子链结构的破坏,从而导致老化加速。本文在恒温热老化实验基础上,提出了一种新的温度频变加速热老化方法。本文以XLPE、PP和PP/Zn O纳米复合材料为研究对象,对不同频变热老化时间的试样进行红外光谱分析（FTIR）、X射线衍射（XRD）、差式扫描量热（DSC）、热重分析（TG）、拉伸试验、介电谱分析等测试,研究频变热老化对材料微观结构、热学性能、介电性能和机械性能的影响,并对比研究了XLPE、PP和PP/Zn O纳米复合材料分别在恒温及频变热老化规律。实验结果表明,在恒温及频变热老化过程中,XLPE和PP前期老化主要以热裂解反应为主,且氧气不参与反应;而在老化中期,两种材料内部均出现大量羰基基团且晶体结构被明显破坏,材料结晶度和拉伸性能明显下降。相较而言XLPE的热性能和绝缘性能优于PP,而PP的拉伸性能优于XLPE。在恒温热老化中,PP/Zn O纳米复合材料的各项性能均优于PP,但在频变热老化中PP拉伸强度、结晶度相对更优。另外,XLPE、PP和PP/Zn O的频变热老化效率高于恒温热老化。以上研究结果可为高压电缆绝缘材料的改性及老化研究方法提供新思路。
二、复合材料加速老化条件下的力学性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、复合材料加速老化条件下的力学性能研究（论文提纲范文）
（1）温-湿-载荷耦合对高铁车用聚氨酯粘接剂力学性能及失效机理的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 服役温度对粘接接头性能的影响 |
| 1.2.1 服役温度对静态性能的影响 |
| 1.2.2 服役温度对疲劳性能的影响 |
| 1.3 温湿老化对粘接接头性能的影响 |
| 1.3.1 温度老化对力学性能的影响 |
| 1.3.2 湿度老化对力学性能的影响 |
| 1.3.3 温湿耦合老化对力学性能的影响 |
| 1.3.4 粘接剂老化后的化学特性分析 |
| 1.3.5 粘接接头失效分析的研究 |
| 1.4 温湿老化与载荷耦合失效预测方法 |
| 1.4.1 老化与静态载荷耦合对力学性能的影响 |
| 1.4.2 老化与动态载荷耦合对力学性能的影响 |
| 1.4.3 老化对粘接接头疲劳性能的影响 |
| 1.4.4 粘接结构寿命预测方法 |
| 1.5 论文选题与研究内容 |
| 第2章 温湿耦合对粘接接头力学性能的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料的选择与接头制作 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 粘接接头设计和加工 |
| 2.2.3 接头应力分布 |
| 2.2.4 改进型Arcan夹具设计 |
| 2.3 试验装置与测试方法 |
| 2.3.1 温湿耦合老化试验测试 |
| 2.3.2 FTIR分析测试 |
| 2.4 结果与分析讨论 |
| 2.4.1 傅里叶变换红外光谱分析 |
| 2.4.2 载荷-位移曲线 |
| 2.4.3 失效载荷和失效位移变化规律分析 |
| 2.4.4 失效强度衰减预测 |
| 2.4.5 失效断面及失效机理分析 |
| 2.4.6 失效准则的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 服役温度对温湿老化后接头力学性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料的选择与接头制作 |
| 3.2.1 哑铃试件的制作 |
| 3.2.2 粘接接头制作 |
| 3.3 试验装置与测试方法 |
| 3.3.1 哑铃试件的准静态测试 |
| 3.3.2 服役温度对老化后接头的力学性能测试 |
| 3.4 试验结果与分析 |
| 3.4.1 哑铃试件测试分析 |
| 3.4.2 失效载荷分析 |
| 3.4.3 失效强度衰减预测 |
| 3.4.4 失效断面形貌分析 |
| 3.4.5 微观断面及失效机理分析 |
| 3.5 失效准则的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 服役温度对粘接接头疲劳性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粘接接头设计与制作 |
| 4.3 试验装置与测试方法 |
| 4.3.1 准静态测试 |
| 4.3.2 疲劳试验设备 |
| 4.3.3 疲劳性能测试 |
| 4.4 测试结果与分析 |
| 4.4.1 准静态力学性能分析 |
| 4.4.2 疲劳性能测试分析 |
| 4.4.3 疲劳性能预测 |
| 4.4.4 静态失效断面形貌及失效机理分析 |
| 4.4.5 疲劳失效断面形貌及失效机理分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 温-湿与静态载荷耦合对接头力学性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验测试 |
| 5.2.1 温-湿与静态载荷耦合试验测试 |
| 5.2.2 力学性能试验测试方案 |
| 5.2.3 蠕变测试 |
| 5.2.4 蠕变性能分析 |
| 5.3 蠕变测试结果与分析 |
| 5.3.1 蠕变量分析 |
| 5.3.2 蠕变模型本构理论 |
| 5.3.3 蠕变数据处理 |
| 5.4 失效载荷分析 |
| 5.4.1 对接接头分析 |
| 5.4.2 搭接接头分析 |
| 5.5 失效断面及失效机理分析 |
| 5.5.1 对接接头分析 |
| 5.5.2 搭接接头分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 温-湿与交变载荷耦合对接头力学性能的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验测试 |
| 6.2.1 温-湿与交变载荷耦合试验测试 |
| 6.2.2 载荷加载频率的选取 |
| 6.3 疲劳频率的影响 |
| 6.4 失效载荷分析 |
| 6.4.1 对接接头分析 |
| 6.4.2 搭接接头分析 |
| 6.5 失效强度衰减预测模型 |
| 6.5.1 对接接头分析 |
| 6.5.2 搭接接头分析 |
| 6.6 失效断面及失效机理分析 |
| 6.6.1 对接接头分析 |
| 6.6.2 搭接接头分析 |
| 6.7 环境因素相关性分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 高速列车粘接结构寿命预测方法研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 建立温-湿与载荷耦合循环谱 |
| 7.3 建立人工加速老化试验方案 |
| 7.3.1 仿真模型建模及有限元分析 |
| 7.3.2 人工加速老化试验谱的制定 |
| 7.4 粘接接头制作及测试方法 |
| 7.4.1 粘接接头制作 |
| 7.4.2 加速老化试验装置及测试 |
| 7.5 试验结果分析 |
| 7.5.1 破坏强度曲线及衰减规律 |
| 7.5.2 失效形式与失效机理研究 |
| 7.6 粘接结构寿命预测方法研究 |
| 7.6.1 人工加速老化强度分析 |
| 7.6.2 实车自然老化强度分析 |
| 7.6.3 人工加速老化与实车自然老化对比分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）电子封装聚合物的热氧化行为及其对封装器件的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 聚合物热氧化的机理 |
| 1.2.2 聚合物热氧化的实验表征 |
| 1.2.3 建模及数值仿真 |
| 1.2.4 微电子应用研究 |
| 1.3 研究内容及目标 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 第二章 基本理论和方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微电子塑封 |
| 2.2.1 塑料封装简介 |
| 2.2.2 环氧模塑料(EMC) |
| 2.3 聚合物线粘弹性理论 |
| 2.3.1 线粘弹性简介 |
| 2.3.2 松弛与蠕变 |
| 2.3.3 本构模型:弹簧-阻尼模型 |
| 2.3.4 动态力学分析 |
| 2.3.5 时温叠加原理 |
| 2.3.6 三维模型应力-应变关系 |
| 2.4 氧化扩散模型理论 |
| 2.4.1 氧化扩散问题 |
| 2.4.2 聚合物热氧化机理 |
| 2.4.3 氧化扩散反应耦合方程 |
| 2.4.4 氧气消耗率确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 EMC热氧化实验表征及建模仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 环氧模塑料选择与制备 |
| 3.3 热氧化实验性能表征 |
| 3.3.1 动态力学实验(DMA) |
| 3.3.2 热机械分析实验(TMA) |
| 3.3.3 热氧化收缩 |
| 3.3.4 氧化层厚度 |
| 3.4 EMC热氧化数值仿真 |
| 3.4.1 氧化扩散的三维模型 |
| 3.4.2 氧化扩散模型的参数确定 |
| 3.4.3 氧化扩散数值仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 EMC热氧化关键要素实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 未老化样品力学性能 |
| 4.3 老化温度影响分析 |
| 4.3.1 老化温度对弹性模量的影响 |
| 4.3.2 老化温度对玻璃化温度的影响 |
| 4.4 老化时间影响分析 |
| 4.4.1 老化时间对弹性模量的影响 |
| 4.4.2 老化时间对玻璃化温度的影响 |
| 4.5 填料含量影响分析 |
| 4.5.1 填料含量对玻璃化温度的影响 |
| 4.5.2 填料含量对弹性模量的影响 |
| 4.6 EMC热氧化失效分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 电子封装器件热氧化建模仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电子封装器件热氧化实验 |
| 5.3 EMC弹性模量的数学模型 |
| 5.3.1 EMC弹性模量的数学回归分析 |
| 5.3.2 氧化层弹性模量计算模型 |
| 5.3.3 氧化层弹性模量修正模型 |
| 5.4 封装器件的热氧老化建模仿真 |
| 5.4.1 封装器件热氧化几何模型 |
| 5.4.2 材料参数的确定 |
| 5.4.3 热-机械应力数值仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 成果与创新点 |
| 6.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（3）风电叶片用碳玻混杂复合材料结构与性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 风电叶片用增强纤维复合材料 |
| 1.2.1 风电叶片用玻璃纤维增强复合材料 |
| 1.2.2 风电叶片用碳纤维增强复合材料 |
| 1.2.3 风电叶片用混杂纤维增强复合材料 |
| 1.3 纤维增强树脂基复合材料的湿热老化 |
| 1.3.1 纤维增强树脂基复合材料的湿热老化研究现状 |
| 1.3.2 湿热老化的主要机理 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 实验材料的制备与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验主要原料 |
| 2.3 实验主要设备 |
| 2.4 碳玻混杂复合材料板的铺层及理论厚度 |
| 2.5 碳玻混杂复合材料板材的制备工艺及方法 |
| 2.6 碳玻混杂复合材料测试试样宽度的选取 |
| 2.7 碳玻混杂复合材料基本力学性能测试 |
| 2.7.1 拉伸性能测试 |
| 2.7.2 压缩性能测试 |
| 2.7.3 弯曲性能测试 |
| 2.7.4 层间剪切性能测试 |
| 2.8 碳玻混杂复合材料耐热性能表征 |
| 2.9 扫描电子显微镜测试 |
| 2.10 水吸收与扩散测试 |
| 第三章 碳玻层间混杂复合材料结构与性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 碳玻层间混杂复合材料的静态力学性能 |
| 3.2.1 碳玻层间混杂复合材料的拉伸性能 |
| 3.2.2 碳玻层间混杂复合材料的压缩性能 |
| 3.2.3 碳玻层间混杂复合材料的弯曲性能 |
| 3.2.4 碳玻层间混杂复合材料的层间剪切性能 |
| 3.3 碳玻层间混杂复合材料的动态力学性能测试 |
| 3.4 碳玻层间混杂复合材料90°拉伸断裂形貌分析 |
| 3.5 碳玻层间混杂复合材料的水吸收与扩散 |
| 3.6 湿热老化对碳玻层间混杂复合材料静态力学性能的影响 |
| 3.6.1 湿热老化对碳玻层间混杂复合材料的拉伸性能影响 |
| 3.6.2 湿热老化对碳玻层间混杂复合材料的压缩性能影响 |
| 3.6.3 湿热老化对碳玻层间混杂复合材料的弯曲性能影响 |
| 3.6.4 湿热老化对碳玻层间混杂复合材料的层间剪切性能影响 |
| 3.7 湿热老化对碳玻层间混杂纤维复合材料的热力学性能影响 |
| 3.8 湿热老化处理后的碳玻层间混杂复合材料90°拉伸断裂形貌分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 碳玻层内混杂复合材料结构与性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 碳玻层内混杂复合材料的静态力学性能 |
| 4.2.1 碳玻层内混杂复合材料的拉伸性能 |
| 4.2.2 碳玻层内混杂复合材料的压缩性能 |
| 4.2.3 碳玻层内混杂复合材料的弯曲性能 |
| 4.2.4 碳玻层内混杂复合材料的层间剪切性能 |
| 4.3 碳玻层内混杂复合材料的动态力学性能测试 |
| 4.4 碳玻层内混杂复合材料90°拉伸断裂形貌分析 |
| 4.5 碳玻层内混杂复合材料的水吸收与扩散 |
| 4.6 湿热老化对碳玻层内混杂复合材料静态力学性能的影响 |
| 4.6.1 湿热老化对碳玻层内混杂复合材料的拉伸性能影响 |
| 4.6.2 湿热老化对碳玻层内混杂复合材料的压缩性能影响 |
| 4.6.3 湿热老化对碳玻层内混杂复合材料的弯曲性能影响 |
| 4.6.4 湿热老化对碳玻层内混杂复合材料的层间剪切性能影响 |
| 4.7 湿热老化对碳玻层内混杂复合材料的热力学性能影响 |
| 4.8 混杂纤维复合材料90°拉伸截面微观形貌分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）海水老化后纤维增强复合材料变形损伤测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 复合材料无损检测技术概述 |
| 1.2.1 声发射检测技术 |
| 1.2.2 数字图像相关方法 |
| 1.3 老化对复合材料耐久性能的影响研究现状 |
| 1.3.1 不同条件下纤维增强复合材料老化研究现状 |
| 1.3.2 单纤维增强复合材料老化研究现状 |
| 1.3.3 混杂纤维增强复合材料老化研究现状 |
| 1.3.4 复合材料老化声发射检测研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 创新点 |
| 第二章 材料制备与试验测试 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验仪器 |
| 2.3 复合材料试验件的制备 |
| 2.3.1 碳纤维平纹编织复合材料试件制备 |
| 2.3.2 玻璃纤维平纹编织复合材料试件制备 |
| 2.3.3 碳/玻混杂复合材料试件制备 |
| 2.4 力学性能测试 |
| 2.4.1 海水老化前后碳纤维复合材料弯曲力学测试 |
| 2.4.2 海水老化前后玻纤复合材料弯曲加载测试 |
| 2.4.3 海水老化前后碳/玻混杂材料三点弯曲加载测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 海水老化前后碳纤维复合材料弯曲损伤测量研究 |
| 3.1 碳纤维复合材料力学性能分析 |
| 3.2 复合材料声发射响应行为分析 |
| 3.3 复合材料变形场分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 海水老化前后玻璃纤维复合材料弯曲变形损伤测量 |
| 4.1 海水老化前后玻纤复合材料力学性能分析 |
| 4.2 复合材料的典型声发射信号行为分析 |
| 4.3 复合材料变形场分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 海水老化前后碳/玻混杂复合材料损伤演化声发射监测 |
| 5.1 碳/玻混杂复合材料力学性能分析 |
| 5.2 海水老化前后碳/玻混杂复合材料声发射行为分析 |
| 5.3 碳/玻混杂复合材料变形场分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间取得的科研成果 |
（5）海水浸泡与应力耦合作用下的CFRP网格耐久性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 纤维增强复合材料耐久性研究现状 |
| 1.2.2 纤维增强复合材料耐久性模型研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 纤维增强复合材料耐久性模型 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 纤维增强复合材料老化机理 |
| 2.2.1 常见侵蚀环境 |
| 2.2.2 各组分老化机理 |
| 2.3 纤维增强复合材料耐久性模型 |
| 2.3.1 各组分材料耐久性模型 |
| 2.3.2 复合材料耐久性模型 |
| 2.3.3 环境侵蚀系数 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 碳纤维网格水浸环境中耐久性试验研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 试验概况 |
| 3.2.1 试件材料 |
| 3.2.2 试件制作 |
| 3.2.3 试验设计及试验环境 |
| 3.2.4 试验设备及测试方法 |
| 3.3 试验过程现象 |
| 3.4 试验结果 |
| 3.4.1 碳纤维网格破坏形貌及机理分析 |
| 3.4.2 碳纤维网格力学性能变化 |
| 3.4.3 扫描电子显微镜分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 碳纤维网格在应力与海水耦合作用下耐久性试验研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 试验概况 |
| 4.2.1 试件材料 |
| 4.2.2 预应力加载装置及过程 |
| 4.2.3 试验设计及试验环境 |
| 4.3 试验结果 |
| 4.3.1 碳纤维网格破坏形貌及机理分析 |
| 4.3.2 碳纤维网格力学性能变化 |
| 4.3.3 扫描电子显微镜分析 |
| 4.4 耐久性模型验证 |
| 4.4.1 碳纤维网格耐久性模型 |
| 4.4.2 环境侵蚀系数分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（6）T800/X850层合板湿热老化组织性能表征与声学评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 CFRP湿热老化国内外研究现状 |
| 1.2.1 CFRP湿热老化机理 |
| 1.2.2 CFRP湿热老化力学性能 |
| 1.3 CFRP湿热老化及力学性能数值模拟 |
| 1.3.1 CFRP湿热老化数值模拟 |
| 1.3.2 CFRP力学性能数值模拟 |
| 1.4 CFRP老化超声评价研究 |
| 1.4.1 宏观缺陷和损伤声学表征 |
| 1.4.2 老化后性能的声学评价 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 湿热老化实验 |
| 2.2.2 吸湿率测试 |
| 2.2.3 微观组织观察 |
| 2.2.4 动态力学性能测试 |
| 2.2.5 三点弯曲力学性能测试 |
| 2.2.6 弹性刚度矩阵测试 |
| 2.2.7 声学特性测试 |
| 3 CFRP湿热老化机理研究与声学特性评价 |
| 3.1 CFRP吸湿特性曲线 |
| 3.2 CFRP微观组织观察 |
| 3.3 CFRP声学特性评价 |
| 3.3.1 纵波声速与声衰减系数变化规律 |
| 3.3.2 衰减谱斜率变化规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CFRP湿热老化性能研究与三点弯曲有限元模拟 |
| 4.1 CFRP湿热老化弹性性能分析 |
| 4.2 CFRP湿热老化动态力学性能分析 |
| 4.3 CFRP湿热老化三点弯曲力学性能分析 |
| 4.4 三点弯曲有限元模拟 |
| 4.4.1 未老化状态层间失效行为分析 |
| 4.4.2 湿热老化后层间失效行为分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性能与耐久性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 木质短纤维增强聚合物复合材料概述 |
| 1.3 木质短纤维增强聚合物复合材料耐久性研究概况 |
| 1.4 纤维-聚合物界面表征方法研究进展 |
| 1.4.1 传统的纤维-聚合物界面表征方法 |
| 1.4.2 纤维-聚合物界面的现代表征技术 |
| 1.4.3 木质短纤维-聚合物界面表征方法 |
| 1.5 聚合物基复合材料的粘弹性与时-温叠加原理研究 |
| 1.5.1 聚合物基复合材料的粘弹性研究 |
| 1.5.2 聚合物基复合材料的时-温叠加原理研究 |
| 1.6 湿热作用下天然纤维-聚合物复合材料力学性能退化研究 |
| 1.6.1 聚合物基复合材料的吸湿机理 |
| 1.6.2 湿热环境对天然纤维复合材料力学性能的影响 |
| 1.7 论文的研究意义与研究内容 |
| 1.7.1 论文的研究意义 |
| 1.7.2 论文主要研究内容 |
| 第二章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备与测试 |
| 2.1 木质短纤维/聚丙烯复合材料的制备 |
| 2.1.1 原料选择 |
| 2.1.2 木质短纤维/聚丙烯混合粒子的制备 |
| 2.1.3 木质短纤维/聚丙烯复合材料注塑成型 |
| 2.2 试验仪器与设备 |
| 2.3 木质短纤维/聚丙烯复合材料形态与结构表征 |
| 2.3.1 X射线衍射测试 |
| 2.3.2 木质短纤维/聚丙烯复合材料试样尺寸的测量 |
| 2.3.3 微观形貌SEM观察 |
| 2.4 木质短纤维/聚丙烯复合材料静态力学性能测试与表征 |
| 2.4.1 拉伸性能测试与表征 |
| 2.4.2 弯曲性能测试与表征 |
| 2.4.3 冲击性能测试与表征 |
| 2.5 木质短纤维/聚丙烯复合材料热稳定性与热力学性质表征 |
| 2.5.1 差示扫描量热法 |
| 2.5.2 热重分析 |
| 2.5.3 动态热机械分析 |
| 2.6 木质短纤维/聚丙烯复合材料的吸水试验 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性质与热稳定性研究 |
| 3.1 木质短纤维对聚丙烯结晶结构的影响 |
| 3.2 木质短纤维含量对复合材料力学行为的影响 |
| 3.2.1 木质短纤维含量与复合材料界面作用及拉伸性能的关系 |
| 3.2.2 木质短纤维含量对复合材料弯曲行为及破坏模式的影响 |
| 3.2.3 木质短纤维含量与复合材料韧性的关系 |
| 3.3 不同木质短纤维含量复合材料的热稳定性能研究 |
| 3.3.1 差示扫描量热分析 |
| 3.3.2 热重分析 |
| 3.3.3 动态热机械分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的弯曲行为与耐久性 |
| 4.1 温度和弯曲应变率对木质短纤维/聚丙烯复合材料弯曲性能的影响 |
| 4.1.1 弯曲应变率的影响 |
| 4.1.2 温度的影响 |
| 4.2 时-温叠加原理在材料非线性粘弹区的应用 |
| 4.2.1 时-温等效原理对材料非线性粘弹区弯曲行为的适用性 |
| 4.2.2 时-温叠加原理对材料非线性粘弹区弯曲强度的适用性 |
| 4.2.3 储能模量主曲线的构建 |
| 4.3 Arrhenius活化能与材料耐久性的评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 木质短纤维/聚丙烯复合材料的吸水和湿热老化行为 |
| 5.1 聚丙烯树脂和木质短纤维/聚丙烯复合材料吸水行为 |
| 5.1.1 材料的吸水过程描述 |
| 5.1.2 扩散速率的确定与吸水模型的构建 |
| 5.2 含水率对复合材料尺寸的影响 |
| 5.3 平衡含水率与复合材料力学性能的关系 |
| 5.3.1 平衡含水率对复合材料静态力学的影响 |
| 5.3.2 含水率对复合材料试样动态力学性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间的研究成果 |
| 致谢 |
（8）特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 绪论 |
| 2.1 橡胶密封材料应用背景概述 |
| 2.2 橡胶密封材料高温老化性能的研究进展 |
| 2.2.1 橡胶密封材料耐高温老化配方的研究 |
| 2.2.2 橡胶密封材料高温老化机理的研究 |
| 2.3 橡胶基密封材料摩擦磨损特性的研究进展 |
| 2.3.1 橡胶密封材料摩擦性能的研究 |
| 2.3.2 织物/橡胶密封材料摩擦性能的研究 |
| 2.4 织物与橡胶基体粘结复合工艺及性能的研究进展 |
| 2.5 研究现状评述 |
| 2.6 本论文研究的主要内容 |
| 3 橡胶密封材料高温老化前后交联密度对力学性能的影响——以丁腈橡胶基体为例 |
| 3.1 丁腈橡胶复合材料试样的制备 |
| 3.1.1 实验材料与实验仪器 |
| 3.1.2 试样的制备工艺 |
| 3.2 丁腈橡胶复合材料试样的测试方法 |
| 3.2.1 材料的热氧老化 |
| 3.2.2 交联密度的测试 |
| 3.2.3 力学性能测试 |
| 3.2.4 SEM和EDS测试 |
| 3.2.5 数字图像相关测试 |
| 3.3 丁腈橡胶复合材料交联密度与力学性能之间的关系 |
| 3.3.1 丁腈橡胶复合材料配方的优化 |
| 3.3.2 交联密度对丁腈橡胶复合材料拉伸性能的影响 |
| 3.3.3 热氧老化对丁腈橡胶复合材料压缩性能的影响 |
| 3.3.4 试样厚度及外部工况对基体局部交联密度的影响 |
| 3.3.5 DIC在高温环境下对丁腈橡胶大变形测量的应用 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后力学性能实验研究 |
| 4.1 实验材料及试样制备 |
| 4.1.1 实验材料 |
| 4.1.2 试样的制备工艺 |
| 4.2 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料的测试方法 |
| 4.2.1 硫化曲线测试 |
| 4.2.2 材料的热氧老化 |
| 4.2.3 SEM形貌表征 |
| 4.2.4 热重分析(TGA)测试 |
| 4.2.5 溶胀平衡测试 |
| 4.2.6 拉伸性能及硬度测试 |
| 4.3 CeO_2和石墨烯对硅橡胶(苯基)基体热氧老化性能的影响 |
| 4.3.1 CeO_2和石墨烯在硅橡胶(苯基)基体中的分散 |
| 4.3.2 硅橡胶(苯基)复合材料的硫化特性分析 |
| 4.3.3 硅橡胶(苯基)复合材料的热降解机理分析 |
| 4.3.4 硅橡胶(苯基)复合材料的热分析动力学研究 |
| 4.3.5 硅橡胶(苯基)复合材料的溶胀平衡测试分析 |
| 4.3.6 硅橡胶(苯基)复合材料的拉伸性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料热氧老化前后摩擦性能实验研究 |
| 5.1 实验材料及试样制备 |
| 5.1.1 实验材料 |
| 5.1.2 试样的制备工艺 |
| 5.2 CeO_2/石墨烯硅橡胶(苯基)复合材料实验测试方法 |
| 5.2.1 材料的热氧老化 |
| 5.2.2 摩擦实验测试 |
| 5.2.3 SEM及XRD测试 |
| 5.2.4 表层交联密度的测试 |
| 5.2.5 硬度的测试 |
| 5.3 热氧老化对硅橡胶(苯基)基体摩擦性能的影响 |
| 5.3.1 XRD和SEM对橡胶基体中CeO_2和石墨烯的观察 |
| 5.3.2 热氧老化对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数的影响 |
| 5.3.3 外部荷载对硅橡胶(苯基)复合材料摩擦系数的影响 |
| 5.3.4 热氧老化对硅橡胶(苯基)复合材料磨耗特性的影响 |
| 5.3.5 硅橡胶复合材料特定工况下摩擦磨损性能对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 聚酯织物/硅橡胶复合材料多环境下的摩擦行为实验研究 |
| 6.1 织物/硅橡胶复合材料试样的制备 |
| 6.1.1 实验材料 |
| 6.1.2 试样的制备工艺 |
| 6.2 织物/硅橡胶复合材料的测试方法 |
| 6.2.1 织物/硅橡胶复合材料试样摩擦条件的设定 |
| 6.2.2 织物/硅橡胶复合材料试样摩擦工况设定 |
| 6.3 织物/硅橡胶复合材料不同环境下的摩擦测试 |
| 6.3.1 外层织物对硅橡胶基体摩擦性能的影响 |
| 6.3.2 干滑环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
| 6.3.3 高温环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
| 6.3.4 浸水环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
| 6.3.5 浸油环境下织物/硅橡胶复合材料的摩擦行为 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 钛酸酯改性硅橡胶与聚酯织物粘结性能的实验研究 |
| 7.1 硅橡胶与聚酯织物的处理与改性 |
| 7.1.1 实验材料 |
| 7.1.2 聚酯织物的处理 |
| 7.1.3 胶粘剂的调配及固化工艺的改进 |
| 7.1.4 钛酸酯对硅橡胶的改性 |
| 7.2 织物/硅橡胶复合材料试样的制备及测试方法 |
| 7.2.1 试样的制备工艺 |
| 7.2.2 实验仪器及测试方法 |
| 7.3 钛酸酯改性硅橡胶的粘结性能 |
| 7.3.1 不同含量钛酸酯对硅橡胶力学性能的影响 |
| 7.3.2 外层织物在硅橡胶表面的剥离测试 |
| 7.3.3 改性对硅橡胶和聚酯织物表面润湿性的影响 |
| 7.3.4 织物纱线方向对双层织物/硅橡胶复合材料剥离性能的影响 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 结论 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本研究的创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 动态断裂加载力学性能研究现状 |
| 1.3 热氧老化对纤维增强聚合物基复合材料的影响 |
| 1.3.1 温度对复合材料和树脂基体老化性质影响 |
| 1.3.2 氧气对复合材料和树脂基体老化性质影响 |
| 1.3.3 纤维/基体界面对复合材料老化性质影响 |
| 1.4 三维编织复合材料力学分析研究 |
| 1.5 研究目标及内容 |
| 1.6 本研究创新点 |
| 1.7 章节安排 |
| 第二章 三维四向、五向编织复合材料制备及热老化预处理 |
| 2.1 纤维材料和聚合物基体材料 |
| 2.2 三维编织复合材料试件制备 |
| 2.2.1 三维四向、五向编织结构预成型体制备 |
| 2.2.2 复合成型工艺及试样制备 |
| 2.3 环氧树脂浇注体动态热机械分析 |
| 2.4 复合材料热氧老化 |
| 2.4.1 材料加速老化处理 |
| 2.4.2 老化条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 环氧树脂和编织复合材料热氧老化性能表征 |
| 3.1 材料宏观形貌光学性质变化 |
| 3.2 环氧树脂老化前后傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试分析 |
| 3.3 复合材料热氧老化后基体收缩和界面裂纹损伤 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热氧老化对三维编织复合材料准静态和动态冲击断裂性能影响 |
| 4.1 准静态和动态测试设备及实验条件 |
| 4.2 环氧树脂准静态和动态力学响应 |
| 4.2.1 环氧树脂准静态力学响应 |
| 4.2.2 环氧树脂动态力学响应 |
| 4.3 编织复合材料力学性能 |
| 4.3.1 编织复合材料准静态断裂响应 |
| 4.3.2 编织复合材料动态断裂响应 |
| 4.3.3 编织复合材料老化前后动态断裂响应 |
| 4.3.4 3D4d和3D5d编织复合材料老化前后冲击能量吸收 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多尺度有限元法预测编织复合材料老化性质 |
| 5.1 多尺度有限元模型建立 |
| 5.1.1 纱线结构模型 |
| 5.1.2 中观三维编织结构模型 |
| 5.1.3 宏观结构模型 |
| 5.2 周期性边界条件 |
| 5.3 老化编织复合材料性能有限元预测 |
| 5.3.1 前言 |
| 5.3.2 老化树脂性能拟合 |
| 5.3.3 老化纱线性能 |
| 5.3.4 老化三维四向编织复合材料中观结构性能 |
| 5.3.5 老化三维五向编织复合材料中观结构性能 |
| 5.3.6 老化编织复合材料宏观结构性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 三维编织复合材料老化后冲击断裂性质有限元分析 |
| 6.1 几何模型 |
| 6.1.1 细观结构模型 |
| 6.1.2 细观结构-宏观结构跨尺度模型 |
| 6.1.3 几何模型装配及边界条件 |
| 6.1.4 几何模型离散化 |
| 6.2 材料属性 |
| 6.2.1 材料本构关系 |
| 6.2.2 界面损伤准则 |
| 6.2.3 材料损伤准则 |
| 6.3 不同老化条件下三维编织复合材料冲击断裂行为有限元分析 |
| 6.3.1 参数设置 |
| 6.3.2 编织复合材料力学响应和损伤形貌 |
| 6.3.3 热氧老化编织复合材料界面损伤 |
| 6.3.4 热氧老化编织复合材料各组分应力分布 |
| 6.3.5 热氧老化编织复合材料各组分能量吸收 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文 |
（10）高压电缆绝缘材料温度频变热老化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高压电缆绝缘老化研究现状 |
| 1.2.2 高压电缆绝缘材料纳米改性研究 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 交联聚乙烯频变热老化研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 温度频变热老化平台 |
| 2.1.2 试样制备及试验条件 |
| 2.1.3 测试用仪器设备 |
| 2.2 XLPE理化特性研究 |
| 2.2.1 红外光谱分析 |
| 2.2.2 X射线衍射分析 |
| 2.2.3 差式扫描量热分析 |
| 2.2.4 热重分析 |
| 2.3 XLPE力学及介电特性研究 |
| 2.3.1 力学性能分析 |
| 2.3.2 介电性能分析 |
| 2.3.3 绝缘性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 聚丙烯复合材料频变热老化研究 |
| 3.1 纳米复合材料多核模型 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2.2 纳米氧化锌的表面处理 |
| 3.2.3 聚丙烯复合材料的制备 |
| 3.2.4 热老化试验条件的确定 |
| 3.3 PP、PP/Zn O理化特性研究 |
| 3.3.1 红外光谱分析 |
| 3.3.2 X射线衍射分析 |
| 3.3.3 差式扫描量热分析 |
| 3.3.4 热重分析 |
| 3.4 PP、PP/Zn O力学及介电特性研究 |
| 3.4.1 力学性能分析 |
| 3.4.2 介电性能分析 |
| 3.4.3 绝缘性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
四、复合材料加速老化条件下的力学性能研究（论文参考文献）
- [1]温-湿-载荷耦合对高铁车用聚氨酯粘接剂力学性能及失效机理的影响研究[D]. 谭伟. 吉林大学, 2021(01)
- [2]电子封装聚合物的热氧化行为及其对封装器件的影响[D]. 李锐锋. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]风电叶片用碳玻混杂复合材料结构与性能的研究[D]. 肖远航. 东华大学, 2021(01)
- [4]海水老化后纤维增强复合材料变形损伤测量研究[D]. 张彦靖. 河北大学, 2021(09)
- [5]海水浸泡与应力耦合作用下的CFRP网格耐久性试验研究[D]. 李家兴. 西南科技大学, 2021(08)
- [6]T800/X850层合板湿热老化组织性能表征与声学评价[D]. 钱恒奎. 大连理工大学, 2021(01)
- [7]木质短纤维/聚丙烯复合材料的力学性能与耐久性研究[D]. 王伟. 东华大学, 2021(01)
- [8]特种橡胶密封材料制备工艺及性能研究[D]. 韩瑞杰. 北京科技大学, 2021(02)
- [9]三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为[D]. 史宝会. 东华大学, 2020(01)
- [10]高压电缆绝缘材料温度频变热老化研究[D]. 曹海盛. 华南理工大学, 2020(02)