航空航天结构复合材料湿热老化机理的研究

通过研究T30 0 / 5 40 5和T30 0 /NY92 0 0复合材料以及基体树脂 5 40 5和NY92 0 0的浇注料在 80℃水浸中的吸水动力学、红外光谱、动态力学性能和表面形态的变化 ,分析了复合材料的湿热老化机理。结果表明 :在 80℃水浸的加速湿热老化条件下 ,两种复合材料的老化机理主要是吸入水分对基体的塑化 /溶胀作用以及因树脂与纤维湿膨胀的不匹配所产生的内应力引起的微观开裂。

应力控制模式下沥青混合料劈裂疲劳试验研究

为评价不同类型沥青混合料的疲劳性能,采用劈裂试验方法在10、20、30℃共3种不同温度下进行疲劳试验。通过建立能量比参数和作用次数关系曲线来判定微裂缝和宏观开裂的发生阶段;根据试验数据建立了应力控制模式下的应变疲劳方程和材料应变疲劳曲面公式。研究结果表明:双对数坐标下加载应力与疲劳寿命之间存在良好的线性关系;随着温度的升高,同一应力水平下3种沥青混合料的疲劳寿命均减小。分析材料细微开裂作用次数和应变关系的结果得到,在10℃应力控制模式条件下AC-20相比AC-25材料疲劳性能更有优势,而温度升高会导致微裂缝更早出现。采用计算拟合应变疲劳曲线能消除试验温度对疲劳寿命的影响,能为沥青混凝土疲劳寿命的预估提供很好的理论依据。

3D打印碳纤维混凝土断裂力学性能试验研究

为研究打印碳纤维混凝土的断裂力学性能,开展劈裂和三点弯试验,分析了打印方式和纤维含量对其力学性能、断裂破坏机理和微观开裂特性的影响规律,从断面材料完整性角度阐释了其各向异性的成因,建立了打印碳纤维混凝土与浇筑混凝土力学性能指标之间的关系表达式。研究结果表明:打印碳纤维混凝土断裂过程与浇筑混凝土的相似,可分为弹性阶段、裂缝稳定扩展阶段和裂缝不稳定扩展阶段;打印方式会引起混凝土不同方向上断面材料完整性削弱程度的不同,相应地引起力学性能不同程度的降低,这是导致打印混凝土各向异性的本质原因;断面材料完整性削弱程度越大,剪切微裂缝数量比例越高,且随着纤维含量增加,纤维桥接作用的增强效果有所降低;由于纤维分布的随机性,力学性能指标衰减系数与剪切裂缝数量占比衰减系数之间的关系呈非线性。