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低速冲击对复合材料层合板吸湿特性和剩余压缩强度的影响开题报告

 2021-03-23 23:07:17  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1选题的背景介绍

复合材料由于具有比强度高,比模量大等优点,而在航空航天领域得到了越来越广泛的应用。但是复合材料的抗冲击性能差,尤其是低速冲击作用,会严重削弱复合材料层合板的承载能力。低速冲击会使材料内部结构产生一定程度的损伤,如基体开裂,分层和纤维断裂等,并且不同损伤之间相互作用,进一步加重材料的破坏,这些内部是损伤无法及时检测并维修,所以从很大程度上影响结构的剩余强度[1]。研究表明,由高强度纤维和改变环氧树脂组成的复合材料,仅5j的冲击能使复合材料的压缩强度降低到初始值的32%左右[2]

这类复合材料在使用时经常处于恶劣环境中,例如温度的急剧变化、潮湿的外部空气都会引起变形,内部应力、材料性能变化等复杂的湿热效应[3]。由于高模量增强纤维与基体之间的粘接性能较差,使得水分沿复合材料界面进入复合材料内部的阻力减小,其吸湿率较高、耐湿热性能较差,尤其是高温下受载时,其力学性能降低更多因而静强度设计时,必须考虑湿热效应对复合材料层合板结构力学性能的影响[4]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

1) 查阅相关资料,熟悉试验标准,制备试验所需的材料;

2) 将材料分为两组,其中一组预制冲击损伤,并分析宏观与微观损伤表征;

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3. 研究计划与安排

1) 第1-3周 查阅相关资料,了解复合材料破坏机制研究的发展概况,了解利用霍普金森杆冲击实验方法,完成外文翻译和开题报告;

2) 第4-6周 对复合材料损伤和破坏准则进行调研,完成复合材料冲击实验;

3) 第7-11周 测试并分析冲击损伤对复合材料吸湿特性的影响;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 李习习,复合材料层合板低速冲击损伤与剩余压缩强度研究,哈尔滨工业大学,2014

[2] 张小娟,张博平,复合材料层合板低速冲击损伤方法研究,航空计算技术,2010,40

[3] 刘述伦,薛江红,王璠,刘人怀,含脱层纤维增强复合材料层合板在湿热环境下的屈曲分析,工程力学,2015,32

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