碳纤维-芳纶叠层复合材料制备研究开题报告
2020-04-23 19:55:08
1. 研究目的与意义(文献综述)
碳-芳叠层复合材料由于其力学性能好,生产效率高,应用灵活等优势而得到研究者的重视,并且国内外研究者已经相继开展了有关研究工作。然而,目前关于碳-芳叠层复合材料的实验研究大部分集中在面内性能。面外性能也是评价二维编织复合材料性能的重要因素之一,并且关于其面外性能的研究较少,有待进一步开展。已存在的研究成果表明,碳-芳叠层复合材料在使用中主要受到冲击损伤,例如飞机的发动机机匣,汽车保险杠,棒球棒,自行车在使用过程中经常受到撞击,由撞击引起的损伤往往在材料表面很难察觉,但材料内部已经发生了不可忽视的损伤,长此以往这些内部损伤会降低材料性能,给实际使用中的结构带来安全隐患,形成潜在的威胁。
本课题主要评价了不同比例的碳-芳纤维复合材料层合板的拉伸,弯曲以及在不同冲击能量时的冲击力学性能,。发现叠层复合材料可以提供不同材料的性能组合,使多种单一材料的优点得以综合的同时也削弱了材料的缺点,达到扬长避短的功效,具有力学性能优异,可设计性好等优点。
碳-芳叠层复合材料不仅在结构上性能优异,在工艺上具有高效性;同时还可以克服单一纤维的缺点。因此,探究碳-芳叠层复合材料力学性能,冲击性能的影响因素,不仅可以为叠层复合材料的应用提供理论基础,同时进一步实现减重,多节省能量具有重要意义。
2. 研究的基本内容与方案
在检索国内外叠层复合材料低速冲击性能以及课题组对碳-芳纶叠层复合材料低速冲击性能研究的基础上,结合低速冲击损伤机理,探究了碳-芳叠层复合材料的低速冲击性能。设计了几种不同比例的叠层结构,通过对比其性能间差异,探究纤维比例对复合材料力学性能的影响,为提高叠层复合材料层板抗冲击性能提供了理论与设计依据。
研究内容主要包括以下几个方面:
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碳纤维,芳纶比例是影响纤维层合复合材料性能的主要因素,合适的纤维比例可以有效的抵抗落锤的冲击并提高承载能力。因此在本课题中设计了几种不同比例的碳-芳叠层复合材料层板。
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第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确定实验方案,了解试验仪器和设备,完成开题报告。
第4-5周:学习使用实验仪器和设备,并逐步开始制备样品。
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1.唐梦云,硕士论文,碳—芳纶混杂二维编织复合材料冲击性能实验研究,天津工业大学。
2.周小祥,硕士论文,复合材料板冲击拉伸性能的实验研究与数值模拟,西北工业大学。
3. jian h. yu, peter g. dehmer, and chian-fong yen, high-speed photogrammetric analysis on the ballistic behavior of kevlar fabrics impacted by various projectiles, arl-tr-5333.
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