微脉管型自修复复合材料研究进展EI北大核心CSCD

自修复复合材料作为一种智能材料,可以自主修复材料中出现的损伤,保持结构完整性,与传统复合材料相比具有明显的优势。微脉管型自修复复合材料因其可进行多种控制,实现多次可重复的高效率修复,有望成为最重要的自修复复合材料之一。文中综述了近年来微脉管型自修复复合材料的研究分支和进展,总结了相关研究方法和研究成果。最后指出了现有研究存在的不足,并提出了未来的研究方向。     

横向载荷下复合材料层合板疲劳分析

疲劳破坏是结构失效的主要原因之一。基于复合材料各向异性层合板的宏观力学理论,分析在横向交变载荷作用下层合板的应力场。结合材料的S-N曲线和累积损伤原理,建立局部名义应力与结构整体寿命相关联的疲劳寿命预测模型,计算层合板的疲劳损伤和寿命。采用名义应力的方法估算复合材料层合板的疲劳寿命较为便捷和直观。     

微胶囊自修复复合材料的研究进展

预埋微胶囊法是实现复合材料自修复方法的一种,也是目前复合材料修复领域的研究热点之一.迄今为止,有多种基于微胶囊技术的自修复系统的复合材料的报道.尽管微胶囊的加入使得复合材料可以实现自修复并有增韧功能,但也使材料的拉伸断裂强度、弹性模量等下降,限制了其应用.讨论了实现自修复微胶囊技术存在的问题,即胶囊耐热性差、胶囊分散性差、界面粘接强度低等,综述了文献中用到的解决方法,总结了不同力学测试手段的自修复效率的表征方法,对微胶囊自修复复合材料的应用有一定的借鉴和指导意义.     

聚合物基复合材料自修复的研究进展

复合材料的自修复功能已成为智能材料研究的重点之一。自修复主要包括外援型自修复和本征型自修复,外援型自修复种类主要包括微胶囊型、中空纤维型以及微脉管型自修复;本征型自修复主要包括可逆共价键和可逆非共价键自修复。系统地阐述了这几种典型自修复方法的研究进展及其优势和不足,展望了自修复复合材料的发展及应用前景。     

外援型自修复体系及其在环氧基复合材料中的应用

聚合物基自修复材料是近年来国内外的研究热点。根据自修复过程是否需要外加修复剂,聚合物基复合材料自修复方法主要分为外援型自修复和本征型自修复。外援型自修复体系主要包括双环戊二烯修复体系、环氧基修复体系、硫醇基修复体系、甲基丙烯酸缩水甘油酯修复体系、马来酰亚胺修复体系等。着重介绍了这几种自修复体系及其在环氧基复合材料中的应用,并展望了外援型自修复体系在聚合物基复合材料的应用前景及发展方向。     

微脉管型自修复复合材料研究进展

自修复复合材料作为一种智能材料,可以自主修复材料中出现的损伤,保持结构完整性,与传统复合材料相比具有明显的优势。微脉管型自修复复合材料因其可进行多种控制,实现多次可重复的高效率修复,有望成为最重要的自修复复合材料之一。文中综述了近年来微脉管型自修复复合材料的研究分支和进展,总结了相关研究方法和研究成果。最后指出了现有研究存在的不足,并提出了未来的研究方向。     

胶囊型自修复智能复合材料研究

胶囊型自修复智能复合材料的研制近年来已成为非常活跃的研究课题.在复合材料中预埋入内含粘结剂的微胶囊颗粒,当复合材料内部产生微裂纹时,处于裂纹扩展前沿的微胶囊在裂纹扩展力的作用下破裂,释放出粘接剂,把裂纹面粘接在一起,阻止裂纹的进一步扩展,从而实现材料的自修复功能.     

电阻法预报CFRP层板疲劳损伤演变过程

通过类比方式,以电阻变化作为复合材料的损伤参数,建立了用电阻损伤参数预报CFRP层板疲劳损伤的数学模型,通过拉-拉疲劳试验,对CFRP层板的疲劳损伤与疲劳寿命预报进行研究,建立了累积损伤中电阻与疲劳损伤状态之间的关系.研究表明,在疲劳损伤过程中,电阻损伤参数的变化同材料的疲劳损伤过程密切相关,电阻损伤规律可分为下降阶段、平稳阶段和破坏阶段;碳纤维材料的电阻变化能够反映纤维的损伤程度和破坏形式,可以作为表征复合材料纤维损伤的有效参数.     

疲劳损伤钢件修复的最佳时机

为了研究影响疲劳损伤中间退火修复效果的诸因素,找出最佳修复时机的变化规律,在不同的恒应变控制下,对40Cr调质钢进行疲劳循环加载,求得存活率为90%时的寿命Nf.将试样疲劳加载到少于Nf的不同周次后,再进行中间退火修复.发现中间退火可以延长损伤件的疲劳寿命.本次试验条件下能使疲劳寿命提高到原始试样的二倍.修复效果与损伤周次和承受的循环应变大小有关.用高灵敏度电阻仪和TEM对疲劳损伤过程和修复后材料的微观结构进行了测试和观察.发现中间退火不能使损伤的材料恢复到原始材料状态.疲劳加载对材料的微观变化有两个相反的影响:疲劳损伤导致形成微观裂纹,但疲劳加载在材料中累积的应变能在中间退火过程中,作为附加驱动力,促使材料更加均匀、稳定,从而减少了形成微裂纹的条件.当循环应变增加,获得最佳修复效果的损伤周次减少.     

复合材料疲劳寿命预测

在疲劳载荷作用下,复合材料的弹性模量会随着载荷循环数的增加而不断下降,而材料中的内部损伤则不断增大。为此,本文提出复合材料的疲劳模量和累积应变的概念,并由此定义出三种预测复合材料疲劳寿命的疲劳损伤模型。文中应用这三种模型对单应力水平和多应力水平下的玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的疲劳寿命进行了估算,并同实验结果进行了比较。