形状记忆聚合物复合材料变形机理及航天应用

首先对形状记忆聚合物热力学性质的最新研究进展进行了综述,指出通过建立机械冻结份数和热冻结份数两个内变量参数能更好地反映该类材料的形状记忆和恢复特性。其次,对纤维增强形状记忆聚合物复合材料的折叠变形机理进行了分析,指出屈曲变形是该类材料实现较大弯曲折叠率的主要原因,但由于传统屈曲理论针对的是硬基体/纤维增强复合材料,其屈曲过程对应的是不可恢复的破坏过程,所以并不能有效分析该类软基体复合材料弯曲加载过程中的可恢复屈曲过程。在此基础上,提出了一个新的二维屈曲模型,通过对形状记忆环氧/碳纤维层合板的弯曲变形分析,发现理论预测值与实验观测结果较为接近,而且进一步给出了纤维屈曲的空间分布、最终破坏模式和可能的优化措施等。最后,简要介绍了该类复合材料在空间展开结构中的应用前景。