固化参数对铝合金复合材料修补性能的影响

用复合材料补片粘接修理铝合金损伤结构,研究了固化参数对强度恢复效果的影响。利用有限元软件分析粘接结构,证实了应力集中区域与试验中的损伤部位及路径基本吻合。分析了固化参数中的升温速率和抽真空加压时机对粘接效果影响,升温速率不能过大,抽真空加压不能过晚,否则会造成胶层固化后其中的挥发分和空气来不及排除而产生胶层空隙缺陷。     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫的力学性能及吸能特性

采用同步法制备了聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络(IPN)半硬泡沫。通过压缩和拉伸试验研究了泡沫材料密度对力学性能的影响。研究表明,在所研究的密度范围内,泡沫的压缩模量和屈服强度均与密度成指数关系。泡沫的拉伸模量和断裂强度与密度也存在类似的关系。利用这些方程可以很好地预测泡沫力学性能随密度的变化关系。IPN泡沫兼有较好的韧性和较高的拉伸强度。相同形变下,相同密度IPN半硬泡沫拉伸过程的单位体积吸能大于压缩过程的单位体积吸能。     

聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫的结构与性能

采用同步法合成了聚醚型聚氨酯/环氧树脂互穿聚合物网络半硬泡沫.通过FTIR,DMA,SEM研究了IPN半硬泡沫的化学结构、动态力学性能以及微观结构形态.FTIR分析表明了聚氨酯和环氧树脂的网络间存在接枝反应.很宽组成比范围内IPN半硬泡沫均显示出单一的宽温域玻璃化转变,而且该转变随着环氧树脂含量的增加向高温方向移动.通过SEM发现IPN半硬泡沫泡孔结构形状都比较均一.循环加载压缩发现所有IPN泡沫不仪压缩性能好而且具有很好的回弹性,大变形压缩后泡沫儿乎不变形,重复使用性能好.     

有限元的因次分析法

利用因次分析法对用有限元法所分析的结构进行分析，求得了模型和原型之间相似准则，对于同种材料的结构，当结构几何比为λl，外加动载荷之比为λl^2，振动频率之比为时1／λl，结构满足相似准则，则结构的振动加速度之比为1／λl，辐射声功率之比为λl^2。     

聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫的热稳定性

制备了聚氨酯/环氧树脂互穿网络半硬泡沫,通过热重分析(TGA)研究了其热分解,计算了各分解阶段的热分解反应动力学参数。结果表明,氮气中,互穿聚合物网络(IPN)泡沫根据环氧树脂含量不同其分解过程有2~3个失重阶段,随着环氧含量增加,第一阶段的失重率减小,第二阶段的失重率增大。IPN泡沫在第一、二两阶段总的热失重率低于纯聚氨酯泡沫及纯环氧树脂。环氧树脂含量为30%(质量分数,下同)时泡沫的热稳定性最好。预测IPN半硬泡沫在100℃氮气中失重5%时的热老化寿命可达2.4E7年,表明IPN泡沫具有很好的热稳定性。     

光固化复合材料快速修复金属损伤结构

讨论了复合材料粘接修复损伤金属结构相对传统机械修理方法的优点和不足。光固化不仅可以快速实现复合材料固化,而且可以不需要高温,可以避免残余热应力的产生,比通常的复合材料粘接修理更具优势。采用光固化的方法实现了损伤金属结构的修复,分析了铺设层数和表面处理对修复效果的影响。     

透明度梯度渐变的聚氨酯弹性体的制备和表征

用梯度固化法制备了透明度梯度渐变的聚氨酯材料.研究了不同温度梯度下所制备的弹性体透明度.温度梯度越大,由透明向不透明的转变越明显.利用FTIR试样的微相分离进行了分析,随着固化反应温度的升高,微相分离程度整体上表现为逐渐增大.弹性体内部的聚集微区是影响材料透明度的主要因素.     

聚氨酯弹性体的高弹模量对温度的依赖性

通过动态力学分析研究了不同交联程度的聚氨酯弹性体的高弹模量对温度的依赖性。详细分析了弹性体内部的物理交联密度随温度的变化,认为物理交联密度的下降主要是氢键的解离造成的。计算得到了试样的氢键活化能和物理交联对弹性模量的贡献,同时研究了它们随温度的变化情况。交联程度小的,氢键活化能高,氢键随温度升高的解离速率快,交联程度大的则相反。     

聚氨酯弹性体的微相分离对其溶胀和溶解行为的影响

利用温度梯度固化的方法制备了厚度方向的梯度聚氨酯弹性体。FT-IR测试表明,沿高温到低温的方向,弹性体的微相分离程度呈梯度增加。溶胀动力学研究表明,聚氨酯弹性体的溶胀行为遵循二次动力学方程,微相分离程度较小的聚氨酯弹性体溶胀速率常数较大,但是最终的溶胀度却比较小,微相分离程度大的则相反。在相同的条件下,微相分离程度小的试样的溶解比微相分离程度大的需要更长的时间。     

加载速率对复合材料粘接修理金属结构力学性能的影响

基于复合材料补片基体和胶层树脂黏弹性的特点,分别采用光固化和传统热固化方式制备了一系列不同树脂配方的试样,实验研究了树脂配方对修理结构应变率效应的影响,测定了复合材料粘接修理结构在不同加载速率下的力学性能.结果表明,树脂体系的交联度较低时,应变率效应更明显;加载速率的提高通常会使补片更好地发挥分担载荷的作用,但是也会导致变形协调能力的下降;这两个因素共同影响复合材料粘接结构的最终修理效率.加载速率对于复合材料粘接修理结构的破坏模式也有影响.