ES/CEP共混树脂紫外光固化行为及性能研究

以有机硅环氧树脂为增韧剂改性脂环族环氧树脂,研究了树脂组分比、固化时间、引发剂种类和含量等工艺参数对固化行为的影响;采用热失重(TG)和差示扫描量热(DSC)对固化产物进行了分析.结果表明:当引发剂820和T含量为2％、环氧树脂(CEP)与有机硅树脂(ES)比例为85∶15时,1 000W高压汞灯紫外光固化15 min,树脂体系可以达到较好的固化效果.与纯环氧树脂相比,添加15％含量ES的共混树脂的抗拉强度略有下降而韧性得到较大提高,玻璃化转变温度下降7.5℃,快速失重区热降解速率明显下降.     

GFRP端部约束对粘接修理效果的影响

以环氧树脂E44为基体,玻璃纤维为增强材料形成复合材料补片修复损伤铝合金,以端部未加约束试样为对照组,通过拉伸试验,研究了在补片端部加入约束后,补片长度和补片层数变化对修理效果的影响。研究结果表明,补片长度相同时,端部采用压条约束的修复效果明显高于端部无压条约束的修理试样,补片端部添加压条约束后,补片长度变化对修理效果的影响规律没有改变,抗拉强度随补片长度增大而增加,当补片长度达到一定值后基本不再提高,但是初始值有明显提高。此外,补片采用压条和缠绕的端部约束后,即在FRP-铝合金界面引入压应力,可改善FRP-铝合金之间的界面性能,有效缓解补片端部的应力集中。特别是当补片层数较多时,端部约束可有效改善由于补片层数增加引起的变形协调难的问题,而且缠绕约束方式的修复效果优于压条修复。     

玻璃纤维布/ES-CEP复合材料粘结修理金属结构的耐久性试验研究

随着FRP修复技术的广泛应用,其修复结构的耐久性也越来越受到人们的关注。通过设计不同质量比的有机硅环氧树脂/脂环族环氧树脂(ES/CEP)在干湿循环作用下玻璃纤维增强复合材料(GFRP)和GFRP粘接修复损伤试样的拉伸试验,探讨树脂配比、干湿环境对GFRP和GFRP修复损伤铝板耐久性的影响。试验结果表明:干湿循环对GFRP的力学性能影响较小,而对GFRP修复试样性能影响较大,修复试样的极限载荷出现较大幅度的下降。改变树脂的配比结构,引入耐久性能较好的树脂,可以同时提高GFRP的修复效率和修复构件的耐久性能。     

ES/CEP共混树脂紫外光固化行为及性能研究

以有机硅环氧树脂为增韧剂改性脂环族环氧树脂,研究了树脂组分比、固化时间、引发剂种类和含量等工艺参数对固化行为的影响;采用热失重(TG)和差示扫描量热(DSC)对固化产物进行了分析。结果表明:当引发剂820和T含量为2%、环氧树脂(CEP)与有机硅树脂(ES)比例为85∶15时,1 000 W高压汞灯紫外光固化15min,树脂体系可以达到较好的固化效果。与纯环氧树脂相比,添加15%含量ES的共混树脂的抗拉强度略有下降而韧性得到较大提高,玻璃化转变温度下降7.5℃,快速失重区热降解速率明显下降。     

光固化E44/CER复配树脂基复合材料的力学性能

采用光固化方式制备了一系列不同混合比的脂环族环氧树脂和E44环氧树脂复配树脂基复合材料补片。拉伸性能测试表明,E44质量分数的增加,会导致复合材料拉伸强度逐渐下降。但是,以此为基础进行粘接修理测试表明,粘接修复效率并不随E44质量分数单调变化。当E44含量为10%时,修复效率最好。     

基于分段积分法的齿轮啮合效率公式推导方法及其应用

对计算行星齿轮传动啮合效率的方法进行了分析研究,推导出渐开线圆柱直齿轮基于分段积分法的齿轮啮合效率公式,为进一步研究行星齿轮机构的能量转化效率及自动变速器的研究提供了参考。     

光固化ES/CEP共混物及其复合材料力学性能研究

设计了不同质量比的有机硅环氧树脂/脂环族环氧树脂(ES/CEP)共混物,采用光固化技术,分别制备了ES/CEP共混物试样(EP)、玻璃纤维增强复合材料(GF/ES-CEP)以及GF/ES-CEP复合材料为补片的粘接修理铝合金试样,重点研究了有机硅环氧树脂(ES)的质量分数对试样拉伸力学性能的影响。结果表明:CEP添加ES、EP的抗拉强度有逐渐降低的趋势,延伸率则先增加后下降,EP的力学性能在加入15%的ES时达到最佳;GF/ES-CEP复合材料抗拉强度和延伸率则随ES比例的增加先上升后下降。以GF/ES-CEP复合材料为补片的复合材料粘接修理铝合金试样主要发生胶层与损伤结构界面的剥离破坏,表明复合材料力学性能优于界面力学性能。水浴处理后,GF/ES-CEP复合材料修理铝合金试样的力学性能有明显下降,加入适量有机硅树脂可以提高修复试样的耐湿热性能。     

表面处理对铝合金粘接修理性能的影响

GFRP粘接修复损伤铝板,粘接前对损伤铝合金表面采用不同浓度的硅烷偶联剂KH550、KH560进行处理,以未经偶联剂处理的铝板为对照组,通过拉伸试验与湿热试验研究偶联剂处理对修复效果的影响。试验结果表明:两种偶联剂KH550、KH560处理铝合金效果相当,铝板表面经1%~2%浓度的偶联剂溶液处理不仅有较高的初始强度,而且耐湿热性能也得到提高;湿热处理使不同表面处理的修理试样力学性能发生明显下降,同时,湿热环境对铝板-胶层之间粘接界面的渗透破坏要强于其对胶层-GFRP之间的界面破坏,铝板-胶层界面粘接强度的下降是引起试样性能下降的主要原因。     

自蔓延光固化树脂及其碳纤维复合材料光固化行为

设计了自蔓延光固化树脂体系,并以此为基体制备了UV光固化碳纤维布增强的复合材料。研究了不同组成树脂的自蔓延光固化行为。结果表明,光引发剂和热引发剂相互配合使用可以实现环氧树脂的自蔓延光固化,其中热引发剂可以是自由基也可以是阳离子引发剂,阳离子引发剂比自由基引发剂更容易诱发自蔓延固化。以自蔓延光固化树脂为基体制备的碳纤维布增强的复合材料可以实现快速光固化,其固化过程是树脂的二维平面自蔓延过程。     

加载速率对FRP粘接修理铝板结构力学性能的影响

通过FRP修复金属结构在不同加载速率下的拉伸试验,研究了树脂组成和纤维布种类对加载速率效应的影响,分析了修复结构的破坏模式、载荷-位移关系、抗拉强度、弹性模量和断裂延伸率随加载速率的变化关系。同时,从树脂和复合材料的角度对不同加载速率下修复结构力学性能的变化进行了初步探讨。结果表明:低加载速率下,修复结构的抗拉强度和断裂延伸率随加载速率增加而增大,修复结构更多地表现出韧性材料的特点;当加载速率较大时,修复结构的抗拉强度和断裂延伸率变化不大且有所下降,加载速率效用也逐渐减弱。同时,修复结构的非线性区域逐渐向高载荷、低应变区域移动,表现出较为刚性的特点,弹性模量则始终变化不大。