一、树脂基三维编织复合材料蠕变性能分析（论文文献综述）
胡燕琪[1]（2021）在《高速冲击下三维机织复合材料宏细观建模方法研究》文中研究说明与传统的二维层压复合材料相比,三维机织复合材料由于厚度方向的力学性能得到增强,具有更高的断裂韧性、疲劳寿命和抗冲击性能,在航空航天、汽车制造、防护工程等领域得到了广泛的应用。尽管目前对该材料的静力学性能已有一些研究,但对其在高速高能冲击载荷作用下的材料动态响应及损伤失效机制等尚缺乏系统深入的研究工作。本文通过材料力学性能试验、宏细观建模方法、有限元数值仿真、直线与旋转打靶试验,对三维正交机织碳纤维/双马来酰亚胺复合材料的多尺度力学性能表征和冲击损伤特性进行研究。主要研究工作如下:（1）进行了双马来酰亚胺树脂和三维正交机织碳纤维树脂基复合材料的力学性能研究。针对纯树脂和复合材料,分别开展了准静态拉伸、压缩、剪切试验和动态霍普金森拉杆、压杆试验,获得了材料在不同载荷类型和不同应变率下的力学响应特性和多尺度数值仿真分析所必需的性能参数。结果表明:树脂的拉伸断口形貌有明显的分区;在动态拉伸载荷下,树脂的拉伸强度随应变率增加呈现先增大后减小的趋势;在动态压缩载荷下,树脂经历了压缩屈服、应变软化、应变强化和破裂四个阶段,随应变率增加,其屈服强度逐渐减小、极限破坏强度先增大后减小。此外,复合材料经、纬向力学性能接近;在所测的应变率范围内,经、纬向的拉伸强度随应变率增加逐渐增大,经、纬向和厚度方向的压缩强度随应变率增加先增大后减小;相较而言,三维正交机织复合材料的应变率敏感性低于纯双马来酰亚胺树脂,对于复合材料,其经、纬向的应变率敏感性低于厚度方向。（2）进行了三维正交机织复合材料的多尺度框架下的力学性能表征。采用了加入静水压力效应的Modified Bodner Partom本构模型,有效表征树脂材料在低、中、高应变率下的力学响应。基于通用单胞的方法在微观尺度上采用MAC/GMC微观力学分析工具预测单向纤维束的刚度和强度。根据纱线（经纱、纬纱和z纱）体系结构、确定纤维体积比,和周期性边界条件,建立了包含纱线和树脂基体的可以反映材料内复杂织物结构的细观尺度模型,界面采用基于内聚区模型的固连接触算法,模拟界面上的双线性牵引分离法则,并通过自顶而下的方法修正纱线中的强度。结果表明自底而上的建模方法辅之以自顶而下的失效参数的修正对于三维正交机织复合材料的力学性能表征非常有效。（3）进行了三维正交机织复合材料的宏细观建模方法研究。基于子模型分析技术的思想,在LS-DYNA中结合界面分析功能,提出了在全局模型中使用宏观尺度模型,子模型中使用细观尺度模型的宏细观建模方法,应用结果表明:基于点的界面连接方式能有效地将全局模型中界面上的解映射到子模型中去,适用于动态冲击案例。应用该建模方法到试样拉伸仿真分析中,结果显示在拉伸载荷下,细观尺度的子模型所预测的材料损伤失效模式包括基体的开裂、剥落和纱线-树脂界面脱粘等都与试验中观察到的一致。这种宏细观建模方法结合了两个尺度的模型优点,既能实现较高的计算效率,同时能精细化地表现材料的局部损伤。（4）进行了三维正交机织复合材料的直线打靶试验和旋转打靶试验,并结合宏细观建模方法研究材料的抗冲击性能。直线打靶试验中,圆柱形弹体以速度180m/s～280m/s（相当于冲击能量为320J～774J）冲击复合材料靶板,获得了弹体反弹、嵌入和贯穿靶板的不同试验结果,结合数值仿真和试验发现,当靶板未被击穿时,靶板的大变形和振动是主要的能量吸收机制,而当靶板被击穿,结构外面变形减小,局部的纤维剪切冲塞失效和拉伸断裂失效是主要的能量吸收机制。对于宏细观建模方法的应用发现,宏细观建模方法既能捕捉冲击过程中的大变形、振动等特征效应,也能预测结构中局部细观损伤失效行为。旋转打靶试验中,模拟叶片以15000r/min～25000r/min的转速（相当于冲击能量为2400J～7300J）冲击圆筒形复合材料模拟机匣,得到了包容、近临界包容和非包容的不同试验结果,发现材料吸收的能量随着叶片冲击能量的升高而升高。结合数值仿真分析,详细研究了高速旋转叶片与复合材料机匣的撞击过程,指出较小的冲击角度、机匣非对称性的整体结构响应和多撞击点的存在使得复合材料机匣中更广泛的区域可以通过变形、损伤和失效参与叶片动能的吸收。综上,本文为先进三维机织结构复合材料建立了多尺度框架下可靠的力学性能表征方法和宏细观建模方法,并深入研究了高速高能冲击载荷下的结构动态响应,从多个角度评估材料的抗冲击性能,对于三维机织复合材料应用于高性能航空发动机具有重要的意义。
李伟[2]（2020）在《三维编织复合材料微细观烧蚀行为及高温力学响应研究》文中研究说明三维编织炭化型热防护材料具有高比强度、高比刚度、很好地抵抗复杂多向机械应力和热应力能力、防/隔热效率高和可设计性强等特点,在航天飞行器烧蚀型热防护系统中得到了广泛应用。在不同的温度和炭化程度条件下,三维编织炭化型热防护材料表现不同的力学及热物理性能,时变的温度及炭化程度对应时变的材料性能,从而材料表现复杂的传热及高温力学响应。在烧蚀条件下,三维编织炭化型热防护材料内部组分材料（纤维和基体）性能差异较大,因此不同的细观结构特征会直接影响材料在烧蚀条件下的热/力/化学耦合行为。另外细观结构特征也直接影响三维编织炭化型热防护材料的热力损伤及表面剥蚀状态。本文充分考虑材料细观结构特征及组分材料性能差异,研究烧蚀条件下三维编织炭化型热防护材料的表面氧化烧蚀行为、体积烧蚀传热传质过程、材料高温力学性能以及热力损伤与材料表面剥蚀机制,形成烧蚀条件下编织复合材料微细观热力化学耦合分析方法,为三维编织炭化型热防护材料性能表征、分析、评价及微细观结构设计奠定理论基础。首先,对国内外炭化型热防护材料表面烧蚀、体积烧蚀和力学响应研究等三方面进行了详细综述,介绍了宏细观尺度下材料烧蚀的理论及实验分析方法。针对炭化型复合材料内部纤维和基体不同的烧蚀性能及不同的微细观结构特征,建立了扩散/氧化/界面几何演化的表面微细观烧蚀模型,基于有限体积法和界面重构技术对模型进行求解,并且对模型的有效性进行了验证,进一步定性地分析了组分材料非均相反应特性和气体输运特性等因素对烧蚀行为的影响规律。然后,充分考虑三维编织炭化型热防护复合材料体积烧蚀过程中固体热传导、气体对流换热和热解相变吸热等多物理场耦合因素,体现材料内部纤维束和基体的体烧蚀行为差异以及纤维束的传热传质各向异性特征,建立了材料细观体烧蚀传热传质模型。采用等效方法获得纤维束在局部坐标系下的各向异性传热传质性能,利用有限体积法对细观体烧蚀模型进行求解,并且验证了模型的有效性能,进一步对不同编织角的三维编织碳/酚醛复合材料在体烧蚀条件下的温度及内压响应进行了模拟分析。其次,分析树脂基体材料在不同温度及加热时间历程条件下的热解对材料刚度及强度影响过程,建立酚醛树脂及碳纤维力学性能随温度和相变过程的变化关系,通过细观力学方法建立了纤维束横观各向同性的等效力学性能。采用热/力/炭化耦合的有限元方法结合代表体积单胞模型对三维编织碳/酚醛复合材料的等效刚度和强度进行了分析,并且通过炭化前后的编织碳/酚醛复合材料的压缩强度对计算模型进行了验证,进一步分析了细观结构对编织碳/酚醛复合材料的刚度及强度性能的影响规律。最后,分析三维编织炭化型热防护复合材料在烧蚀条件下发生的热膨胀和热化学收缩现象,利用热/力/炭化耦合有限元分析方法分析了由于热应力引起的材料局部损伤状态。结合纤维微观表面烧蚀形貌,建立了材料表面倾斜纤维受力分析模型,分析了材料表面发生局部损伤后导致的剥蚀现象,结合实验和数值模拟方法对材料剥蚀现象进行定性分析,揭示了材料表面剥蚀机制。本论文研究充分考虑了三维编织炭化型热防护材料微细观结构特征对传热传质、高温力学性能以及烧蚀行为的影响,形成了热/力/炭化耦合分析方法,可用于其他细观编织形式的炭化型热防护材料性能分析评价及微细观设计。
史宝会[3]（2020）在《三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为》文中进行了进一步梳理三维编织复合材料具有卓越的结构整体性,轻质高强和抗分层等特性。在大气环境服役过程中,热氧老化导致的三维编织复合材料结构件强度降解和退化是无法避免的问题。与此同时,老化降解的编织复合材料还可能受到各类冲击损伤的威胁,例如飞行器高速状态的飞鸟撞击和冰雹碰撞等。结构件的老化降解对其抵抗外部物体动态冲击能力造成显着的影响。因此,探讨和揭示三维编织结构复合材料在不同热氧老化环境下的动态力学响应,对编织复合材料结构件的耐久性、安全服役性能和寿命预估具有至关重要的意义。本文旨在发现三维四向（3D4d）、三维五向（3D5d）编织结构复合材料大气环境热氧老化前后冲击断裂性质变化规律。采用实验和多尺度有限元相结合的分析方法,研究老化时间和温度对三维编织结构复合材料冲击断裂强度降解影响,揭示热氧老化后编织复合材料冲击断裂损伤机理,为编织复合材料在大气环境安全服役提供理论和实验参考。论文主要研究内容如下:（1）树脂浇注体和3D4d和3D5d编织复合材料老化处理。根据动态热机械分析实验方法（DMA）测试环氧树脂聚合物的玻璃化转变温度,并以此温度设定老化温度为90℃和180℃,老化时间为0、2、4、8、16天。（2）树脂浇注体和3D4d和3D5d编织复合材料老化前后性质变化实验表征。分别利用光学摄像设备,红外光谱分析表征热氧老化过程中环氧树脂聚合物表面形貌和化学性质变化;利用扫描电子显微镜（SEM）观察热氧老化过程中三维编织复合材料界面损伤情况。利用单轴动、静态压缩实验表征环氧树脂浇注体热氧老化后的力学响应。利用动、静态断裂实验表征3D4d和3D5d编织复合材料断裂行为和力学响应。（3）基于编织复合材料内部纱线真实交织情况,构建多尺度有限元模型。通过引入老化后树脂性质,预测微观结构纱线模型,中观尺度模型（内单胞,面单胞和角单胞）、宏观尺度均质模型的材料性质。根据上述计算结果,构建细观结构-宏观结构跨尺度有限元模型,探究热氧老化引起的树脂基体降解,纱线性质变化以及纱线/树脂基体界面性质改变对3D4d和3D5d编织复合材料冲击断裂力学性能影响,揭示3D4d和3D5d编织复合材料在大气环境中热氧老化后冲击强度降解机理。研究主要结论为:（1）温度和氧气相互作用促进了环氧树脂老化进程。当老化温度较低（90℃）或老化时间较短时,后固化作用主导环氧树脂力学性能增强;相反,当老化温度升高（180℃）、暴露时间延长时,环氧树脂内部大分子链段的热分解和表层小分子氧化成为影响树脂力学性能的主要因素。（2）在热氧老化过程中,编织复合材料老化降解不仅受到树脂基体热解和氧化影响,同时受到界面弱化的作用。老化时间和老化温度对三维编织结构复合材料冲击断裂性能有显着的影响。低温（90℃）老化16天时,环氧树脂基体的老化主导复合材料力学性能变化,编织复合材料冲击断裂强度受树脂基体后固化作用而增强。高温（180℃）老化16天时,编织复合材料纱线/基体界面性能减弱。界面性质弱化和树脂基体热氧老化降解共同导致编织结构复合材料冲击断裂性能急剧恶化。（3）通过多尺度有限元法,成功预测90℃和180℃老化16天时编织复合材料宏观均质模型材料性质。根据纱线在编织结构内的实际交织情况建立中观尺度的编织结构内单胞,面单胞和角单胞模型,并进一步推导面、角单胞模型的周期性位移边界条件施加方程。通过引入老化树脂在动态情况下弹性参数,预测微观尺度纱线单胞,中观尺度编织内单胞,面单胞和角单胞性能。最终,将得到的中观尺度单胞模型性能赋予均质模型,得到90℃和180℃老化16天时3D4d和3D5d编织复合材料宏观均质模型材料性质,对编织复合材料部件在老化环境中的设计和使用具有重要指导意义。（4）基于细观结构-宏观结构跨尺度有限元模型方案,有效模拟3D4d和3D5d编织结构复合材料老化后动态断裂力学响应和损伤形貌。结果显示:3D4d和3D5d编织复合材料模型所得冲击断裂载荷位移曲线均与实验结果吻合性良好。编织增强体是主要的承力结构,对于3D5d编织复合材料模型,内部轴纱应力水平高于编织纱线。纱线/树脂基体界面弱化导致180℃老化的复合材料模型呈现较低的应力分布和最严重断裂损伤。界面弱化导致应力不能有效在树脂基体和纱线结构之间传递,造成增强体结构应力水平较低,增强体结构承担总应力减小,复合材料模型整体冲击断裂性能随之降低。引入轴纱提高了3D5d编织复合材料抵抗冲击断裂的能力,从比能量吸收角度分析,冲击断裂过程中,轴纱贡献了最大能量吸收能力。本文研究结果阐明了老化时间和老化温度对3D4d和3D5d编织复合材料冲击断裂性质影响规律,从树脂基体热氧老化降解和纱线/基体界面损伤揭示了编织复合材料老化后冲击断裂性质降解机理。研究结果对服役于热氧老化环境中的编织结构复合材料的结构设计和材料选择具有指导价值。
张宁[4]（2020）在《可用于三维编织的预浸料制备与性能研究》文中研究说明碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）具有轻质、高比强度、高比模量等特点,在航空航天、战略武器、海洋工程装备、先进轨道交通等领域中得到广泛的应用。随着科学技术的快速发展,提高CFRP产品性能的研究重点从树脂改性、增韧方面转移到产品结构整体增强方面,促使三维编织技术在碳纤维复合材料领域得到了飞速发展。目前最为普遍的三维编织技术与树脂传递模塑成型（RTM）相结合的工艺中仍然存在树脂含量不可控,树脂浸渍不充分及分布不均匀等问题,最终导致产品质量稳定性较差。若采用先浸渍后编织的工艺,能够明显改善树脂浸渍不充分和分布不均的问题,从而对提高产品的力学性能和质量稳定性具有重要意义。本研究首先采用热固性树脂体系进行可用于三维编织技术预浸料的制备,并对预浸料制备的固化单向纱及单向板性能进行了研究。随后采用热固性预浸料进行了薄壁圆管的编织,对管件的力学性能及微观结构进行了考察。并对可用于三维编织技术的热塑性预浸纱进行了探索性研究,发现热塑性树脂聚醚砜（PES）对热固性预浸纱树脂体系具有明显增韧效果,最后对增韧树脂的力学性能及微观结构进行了研究。本文各章节的主要结论具体如下:（1）将BZ-65,BZ-70,BZ-75三种树脂的粘度,力学性能,热学性能进行对比后发现,BZ-70树脂更适合用于后续预浸料的制备。采用所制预浸料进行复合材料单向板的制备,测得单向板的力学性能较为优异,拉伸强度为1147.33MPa,弯曲强度为1227.34MPa,层间剪切强度为84.90MPa。（2）采用取样法对编织的管件进行力学性能测试,实验表明编织管件哑铃形试样与手工铺贴试样的拉伸强度相差不大,相较于手工铺贴试样拉伸性能仅降低了5%,说明编织管件与铺贴平板性能相比性能损失较小,从而更好体现出三维编织的优势。（3）将溶液浸渍-相转化法制备的热塑性树脂预浸料与典型环氧/DDS树脂基复合材料进行性能对比,研究表明PES基复合材料具有更为优异的耐热性能,虽然力学性能略低于环氧/DDS树脂基复合材料,但通过纤维界面处理则有可能进一步改善PES树脂基复合材料的力学性能。（4）对加入不同含量PES的改性热固性预浸树脂进行性能研究,研究发现PES的加入明显提高了树脂浇注体的弯曲强度和冲击韧性,并且浇注体的冲击断面微观形貌图可以看出,增韧后的树脂冲击断面出现了明显的海岛结构。并且在PES含量为10%时,树脂的冲击韧性达到了最大值13.28k J/m2。随着PES含量的增加,树脂体系的耐热性能不断提高,改性前后树脂的热膨胀系数并无明显变化。
李明远[5]（2019）在《SiCf/SiC复合材料的性能研究及仿真计算》文中研究表明SiCf/SiC复合材料因其具有低密度、高强度、高韧性、耐高温、抗氧化、耐烧蚀等优异性能,已成为航空发动机热结构部件中极具潜力的高温结构材料之一。航空发动机工作时面临非常复杂的应力环境和热化学环境,对所选用材料的力学性能与热物理性能均提出了较高的要求。因此,SiCf/SiC复合材料应用于航空发动机热结构部件前,其性能测试与仿真就变得至关重要,它直接关系着后续的部件考核。国内前期生产的SiCf/SiC复合材料由于受纤维性能所限,其力学性能和热物理性能还达不到航空发动机的应用需求,特别是在复杂热应力和热化学环境中。其次,国内对于SiCf/SiC复合材料性能的研究还不够系统,材料性能数据不够全面。本文采用耐温性能更好的KD-Ⅱ型SiC纤维作为增强体,通过采用改进的PIP（polymer impregnation and pyrolysis）工艺制备了SiCf/SiC复合材料,对其部分室温力学性能、热/力/氧耦合环境下的使用性能及其损伤机理和演化规律、热导率开展了系统研究,以期积累SiCf/SiC复合材料的性能数据,为其应用于航空发动机提供数据和理论支撑。主要研究内容及结果如下:（1）SiCf/SiC复合材料的力学性能测试试样采用KD-Ⅱ型SiC纤维编织的三维四向与三向正交结构织物作为增强体,以LPVCS（液态聚碳硅烷）为陶瓷先驱体,以Py C（裂解碳）为纤维-基体界面相,经10个PIP周期制备,热解温度为1200℃,保护气氛为Ar（氩气）。在第一次热解前,对浸渍后的纤维织物施加了1MPa的热模压压力,并于300℃进行固化。复合材料的热导率测试试样采用三维四向结构织物作为增强体,经若干PIP周期制备。其中,热模压压力为1-9MPa,热解温度为1200-1800℃。基体改性试样采用EPD（电泳沉积）方法将亚微米级SiC颗粒填入织物中,随后经8个PIP周期制备。EPD过程中,电压设置为30V,沉积时间为15min。（2）研究了SiCf/SiC复合材料的室温弯曲和拉伸性能。三维四向与三向正交复合材料的弯曲强度分别为895.4MPa和716.4MPa。三维四向复合材料的单轴拉伸强度、杨氏模量、比例极限分别为441.4MPa、138.9GPa、258MPa,而三向正交复合材料的相应拉伸性能则低于三维四向复合材料。主要原因是三向正交复合材料中沿拉伸方向的纤维含量较低。其次,二者的断裂模式不同:三维四向复合材料中的裂纹萌生于纱线交叉部位的基体富集区,裂纹沿纱线-基体界面扩展并向纱线内部偏转;三向正交复合材料中的裂纹萌生于Z向纱处的缺陷或者经向纱中的基体与界面相,之后主要由纬向纱承载。（3）研究了SiCf/SiC复合材料的室温压缩和层间剪切性能。三维四向复合材料的轴向压缩和层间剪切强度分别为418.7MPa和71.8MPa,均低于三向正交织物结构增强复合材料的轴向压缩和层间剪切强度,分别为498.8MPa和114.7MPa。三维四向复合材料的压缩失效模式包括纤维断裂,纤维-基体界面开裂、纱线-基体界面开裂分层、基体破裂,其层间剪切破坏模式包括纱线-基体界面的开裂分层、纱线交叉部位纤维的弯曲断裂。三向正交复合材料的压缩失效模式包括纬向纱-基体界面开裂分层、经/纬向纱剪切破坏、经向纱纤维-基体界面开裂、基体破裂,其层间剪切失效模式为多层纬向纱间复合剪切破坏。（4）研究了SiCf/SiC复合材料在1350℃大气环境下的拉伸和弯曲性能。其中,有CVD SiC表面涂层的三维四向复合材料的单轴拉伸强度最高,为473.8MPa,而三向正交复合材料的单轴拉伸强度略低,为358.9MPa。此时,SiC表面涂层起到了很好的保护作用,氧化反应主要发生在涂层表面,生成的Si O2延缓了O2向材料内部的扩散进程。无表面涂层的复合材料高温拉伸强度显着下降,其断口中未氧化区和氧化区区别明显。同样,无表面涂层复合材料的高温弯曲性能也发生了大幅下降。此时,Py C界面相首先被氧化消耗,随后暴露的纤维与基体表面也被氧化,氧化生成的Si O2在纤维-基体间形成强化学结合的脆性界面。在1350℃大气环境下,复合材料的拉伸强度受其加载速率影响较大。对于三维四向复合材料,当拉伸速率为5MPa/s时,其拉伸强度为473.8MPa;当拉伸速率为0.05MPa/s时,其强度仅有215.7MPa。利用延迟失效机制解释了复合材料高温拉伸强度的速率相关性,计算了SiCf/SiC复合材料的延迟失效参数,结果表明两种织物结构复合材料均对延迟失效敏感度高。（5）研究了SiCf/SiC复合材料在1350℃大气环境、不同疲劳应力水平（分别为60MPa、80MPa、120MPa和160MPa）作用下的疲劳性能,分析了疲劳断裂的损伤特征。疲劳寿命随着疲劳应力水平的增大而显着降低。在本文的试验范围内,复合材料的疲劳损伤机制均为氧化脆性断裂损伤,断口中氧化区面积随疲劳应力的增大而减小。（6）研究了SiCf/SiC复合材料在大气环境下的抗热震性能,热震温度区间为室温至1350℃,热震最大次数为50次。复合材料的弯曲强度在10次热震循环后开始下降,于30次循环后趋于稳定,50次循环后强度保留率仍有63.5%。复合材料的热震损伤机制为:材料的低导热性导致其内部在升温或降温时产生较大的温度梯度与热应力,热应力使结合较弱的涂层或界面开裂,空气从裂缝进入材料内部并使其产生氧化损伤。（7）对SiCf/SiC复合材料的热导率开展了实验研究,结果表明纤维体积分数、孔隙率对复合材料热导率影响程度较小,而基体和纤维的结晶程度对其导热性能影响较大。基体或纤维的结晶程度越高,则材料的导热性能越好。（8）通过编写Abaqus软件中的UMAT用户子程序,对复合材料的拉伸断裂过程进行了有限元仿真,模拟得到的强度、应力-应变曲线以及渐进损伤过程同试验中的现象与结果较为吻合。同时,对复合材料的热导率开展了有限元仿真分析,结果表明热量主要在高热导率组分中传递而忽略低热导率组分。最后,基于复合材料性能测试参数,对某型火焰筒进行了工况条件下的静力学有限元仿真,得到了其应力分布与形变云图。结果表明,火焰筒中的热应力与形变均低于复合材料的失效极限。
蔡德龙,陈斐,何凤梅,贾德昌,匡宁,苗蕾,邱海鹏,王洪升,徐念喜,杨治华,于长清,张俊武,张伟儒,周延春[6]（2019）在《高温透波陶瓷材料研究进展》文中研究说明透波陶瓷材料已成为高超声速飞行器天线罩、天线窗等部件的关键候选材料。因此,如何有效提升透波陶瓷材料的耐温、透波、承载等特性是发展高超声速飞行器的关键技术之一。本文针对高超声速飞行器对透波陶瓷材料的技术要求,阐述了透波陶瓷材料的发展历史,着重对现有透波陶瓷材料体系及其透波特性测试方法和原理的研究历史和现状进行了全面回顾,并提出今后的发展方向。本文旨在为未来新一代高超声速飞行器的设计提供参考。
姚碧波[7]（2019）在《不锈钢三维网络复合结构的制造及其摩擦磨损和切削性能研究》文中提出三维网络复合材料是组分在三维空间上相互缠绕、贯穿形成的新型复合材料。金属-聚合物复合材料能够综合金属的强度和塑性与聚合物的吸能特性,ZA锌合金虽具有良好的机械性能与耐磨性性能,但在温度大于100℃时其机械性能及耐磨性降低,增强相的加入能够提高其高温性能。为了获得机械强度及吸能特性较好的聚合物复合材料、高温力学性能及耐磨性较好的锌合金复合材料,本课题提出了不锈钢-不饱和聚酯树脂和不锈钢-锌合金三维网络复合材料的制备工艺,分析了复合材料各向异性的微观结构、基本力学性能,研究了三维网络锌合金复合材料的常温及高温摩擦磨损、切削性能。利用短切装置剪切不锈钢丝绳制备的304不锈钢短纤维压制后固相烧结、卷叠不锈钢丝网形成三维不锈钢网络预制体,随后采用真空浸渗制备了不锈钢-不饱和聚酯树脂三维网络复合结构材料,利用挤压铸造制备了不锈钢-ZA8锌合金三维网络复合结构材料。锌合金复合材料微观结构表现出各向异性,微观结构包含大量的分布在共晶组织基体（α+η）中的颗粒状β支晶,以β支晶为形核中心在其四周形成了一层“日晕”似的η相圆环,共晶组织基体在不同区域存在着层片状和颗粒状结构。研究了不锈钢纤维体积含量、直径、取样方向对不锈钢纤维网络树脂复合材料的基本力学性能的影响。复合材料力学性能表现出各向异性,细纤维能够提高复合材料的力学性能。复合材料拉伸曲线在塑性变形阶段出现了锯齿状波动,面内方向拉伸强度及弹性模量较厚度方向大,拉伸强度、最大力伸长率随着纤维含量的增加而增大。复合材料面内方向压缩表现出明显的三阶段:弹性阶段、假塑性平台阶段及致密化阶段,而厚度方向压缩没有出现长的假塑性平台阶段;压缩平台应力及弹性模量随着纤维含量的增加而增大,厚度方向平台应力及应变大于面内方向;复合材料的最大吸能效率稍低于预制体,在一定范围内随着纤维含量的增大而减小。复合材料厚度方向三点弯曲强度大于但最大载荷挠度小于面内方向,三点弯曲强度随着纤维含量增加而增大。复合材料冲击韧度大于预制体,随着纤维含量的增加而增大,并且厚度方向冲击韧度大面内方向。锌合金及不锈钢纤维网络锌合金复合材料的热膨胀系数随着温度的增加而增大,但复合材料的热膨胀系数小于锌合金,并随着纤维含量的增加而减小。复合材料的硬度随着纤维含量增大而增大,并体现出各向异性,细丝能够提高其硬度及降低热膨胀系数。分析了纤维含量、直径、取样方向对不锈钢纤维网络锌合金复合材料的力学性能的影响。室温单轴压缩过程中,复合材料力达到最大值后下降,并出现贯穿裂纹,而ZA8锌合金的压缩应力则随着应变的增加一直增大,并未产生贯穿裂纹;复合材料的压缩弹性模量及屈服强度高于ZA8锌合金,且随着纤维含量的增加而增大;轴向压缩强度及最大力应变大于径向压缩。复合材料高温压缩稳定应力随着纤维含量增加而增大,径向压缩稳定应力大于轴向且大于ZA8锌合金。复合材料的轴向冲击韧度大于径向冲击韧度,均大于ZA8锌合金,随着纤维含量的增加而增大。讨论了钢丝含量、取样方向、直径及预制体是否烧结对不锈钢丝网布/锌合金复合材料的力学性能的影响。复合材料的室温拉伸强度及伸长率随着钢丝含量增加而增大但小于锌合金,轴向拉伸性能优于径向拉伸,预制体烧结后复合材料的拉伸性能降低。当钢丝含量大于一定值时,复合材料高温拉伸强度才大于锌合金。复合材料室温轴向压缩强度及应变大于径向压缩,预制体烧结提高了复合材料的压缩强度及最大力应变,但降低了屈服强度,压缩强度及应变随着钢丝含量的增加而增大。提出了十字骨架模型及螺旋钢丝骨架模型,模拟了不锈钢纤维网络树脂及锌合金复合材料的压缩变形及应力变化过程,两种模型均能很好描述复合材料的弹性变形过程和初始的塑性变形过程,在应变大于一定范围后,模拟结果出现偏差。探究了不锈钢纤维网络复合材料的常温及高温（120℃）滑动摩擦磨损性能。复合材料的摩擦系数均小于锌合金,复合材料的轴向摩擦磨损性能优于径向。在室温下,复合材料的磨损率随着纤维的增大先减小后增大,存在着最优的纤维含量（本文为35.98%）使得复合材料磨损率最小,并小于锌合金,随着载荷的增大,复合材料磨损率增大。在120℃时,复合材料的磨损率随着纤维含量的增大先减小后增大,且远小于锌合金。常温下,锌合金磨损机制为剥层磨损并伴随着轻微的磨粒磨损,高温下为严重的粘着磨损和塑性变形;而复合材料均为磨粒（犁沟）磨损伴随着轻微的粘着磨损。对比探讨了锌合金及其复合材料的干切削性能。复合材料的切削力-时间曲线波动较锌合金大,并随着纤维含量的增加,波动程度加剧,但平均切削力较锌合金小。复合材料的切削力随切削速度、进给量、切削深度变化规律和锌合金的不同。纤维含量对切削力影响较为复杂,在较低速度下,高纤维含量的复合材料切削力较小,而当速度增大时切削力大于低纤维含量的复合材料。锌合金及复合材料切屑由锯齿状的自由表面和较为光滑的背面组成,锌合金切屑为锯齿带状,而复合材料切屑则为锯齿C状。锌合金及其复合材料切削后表面形貌及刀具磨损机理不同,复合材料加工表面更为粗糙。
闫德道[8]（2018）在《三维编织碳纤维增强树脂基复合材料结构-阻尼性能研究》文中研究说明碳纤维增强环氧树脂基复合材料拥有高的比强度、比模量,并且凭借优异的力学性能和耐腐蚀性等性能,广泛应用在航空航天、高铁、军工及建筑等领域。但是随着现代机械系统向高速化与自动化方向发展,使得轻质的碳纤维复合材料在机械系统中更容易发生振动。高频振动不仅会降低机械系统运行的稳定性和安全性,也会加剧碳纤维复合材料的疲劳损伤,缩短其服役周期。因此,通过有效的方法在保证其优异力学性能的前提下,提高碳纤维复合材料的阻尼特性,有效抑制振动的产生和传播,制备结构-阻尼一体化复合材料成为当下的迫切需求。论文利用树脂传递模塑法（RTM）制备了改性的碳纤维增强环氧树脂基复合材料。通过聚偏氟乙烯（PVDF）和聚多巴胺（PDA）双涂层改性方法和PDA包覆原位合成碳纳米管（CNTs）方法对碳纤维进行表面修饰。研究了PVDF&PDA双涂层和PDA包覆CNTs改性方法对复合材料力学（弯曲、剪切和冲击）性能和阻尼性能的研究。在力学测试及振动测试实验结果的基础上对改性复合材料的阻尼机理及界面增强机理进行了深入的研究。结果表明,碳纤维表面通过PVDF&PDA双涂层改性方法简便,PVDF粘弹层使复合材料阻尼因子提高了70.6%,同时PDA改善了碳纤维复合材料界面的结合强度保持了复合材料优异的力学性能;利用化学气相沉积法（CVD）的方法在CF3D表面合成CNTs有效提高CNTs在树脂基体中的分散性,提高了复合材料的阻尼性能;CNTs经PDA改性处理后提高了CNTs表面的化学活性,改善了CNTs在环氧树脂基体中的润湿性,使CNTs@PDA改性后复合材料的衰减系数增大了160%,并且弯曲强度仅降低8.5%,使复合材料兼顾优异的阻尼和力学性能。研究通过对复合材料微观界面进行调控,最终实现了制备高阻尼、高强度的结构-阻尼复合材料的目标。并且,研究成果对对新型结构-阻尼复合材料开发与性能提高具有指导意义。
陈波[9]（2018）在《三维编织C/C复合材料高温力学行为及寿命预测模型研究》文中提出三维编织碳/碳（C/C）复合材料是近些年发展的新型复合材料,它具备三维编织材料良好的层间性能和抗疲劳能力,同时又结合了C/C复合材料强度高,耐高温,抗磨损及良好的烧蚀性能等优点,现阶段已在航空、航天、船舶、生物、医疗等领域得到了大量的应用。受限于当前制造工艺水平、试验设备、检测手段,有关三维编织C/C复合材料的高温静力学和疲劳试验研究还不充分,再加之三维编织复合材料复杂的内部结构和疲劳行为,以及C/C复合材料高温下独特的力学特点,制约了三维编织C/C复合材料高温理论研究的发展。因此,开展三维编织C/C复合材料的高温静力学和疲劳试验,提出并建立针对三维编织C/C复合材料的高温理论预测模型,对三维编织C/C复合材料高温环境的理论研究和工程应用非常重要。本文基于高温环境下的拉伸和拉/拉疲劳试验,深入开展了单向C/C复合材料和三维四向编织C/C复合材料在高温环境下的拉伸和疲劳性能理论研究,结合三维四向编织复合材料细观结构特点,提出并建立了三维四向编织C/C复合材料高温刚度、强度及疲劳预测模型,预测了三维四向编织C/C复合材料平板试验件高温环境下的力学性能和疲劳寿命。本文的主要研究工作包括以下几个部分:（1）提出了C/C复合材料高温力学研究方法。根据C/C复合材料力学性能随温度的变化特点,建立了一种温度相关的C/C复合材料高温力学预测模型,通过与对其他模型预测结果的对比,本文建立的模型能更好的反映C/C复合材料力学性能随温度的变化;提出了考虑氧化速率和氧化时间的C/C复合材料力学性能高温氧化退化模型,通过对C/C复合材料单向板在700℃、900℃拉伸强度的拟合,表明模型能够很好的描述单向C/C复合材料在高温氧化环境力学性能的退化;推导了高温环境C/C复合材料单向板和纤维束力学性能的等效性原理,证明了当环境和纤维体积含量相同时,单向板和纤维束力学性能等效,实现了C/C复合材料组分力学性能在高温下的测定。（2）基于细观力学有限元法,提出了三维四向编织C/C复合材料高温刚度预测方法。在细观尺度下,将三维四向编织C/C复合材料平板件划分为内部单胞区域、表面单胞区域、角胞区域,对相应的区域建立了考虑纤维束截面形状、纤维束空间走向的单胞几何和有限元模型。对三种单胞施加了考虑温度的周期性边界条件,引入切边宽度对单胞的影响,建立了一种考虑温度、氧化速率、氧化时间、切边效应的三维四向编织C/C复合材料高温刚度预测模型。预测了切边和非切边的三维四向编织C/C复合材料平板试验件在室温、700℃下的弹性模量,模型的预测值与试验值误差小于10%,表明模型有效、可靠。（3）基于逐渐损伤分析方法,提出了考虑氧化速率、氧化时间、切边效应、界面强度的三维四向编织C/C复合材料高温强度预测方法。在单胞模型的基础上,采用考虑温度的三维Hashin失效准则判定三维四向编织C/C复合材料单胞中单元受载损伤时的失效形式,并根据损伤形式对单元进行相应的刚度退化。建立了切边宽度与三维四向编织复合材料力学性能的关系。对非切边和切边三维四向编织C/C复合材料平板试验件室温和700℃进行了拉伸强度预测,预测误差均小于10%。（4）提出并建立了一种C/C复合材料纤维束高温剩余刚度、剩余强度模型。从剩余刚度、剩余强度对疲劳损伤的定义出发,推导建立了考虑温度、氧化速率、应力水平的C/C复合材料纤维束剩余刚度、剩余强度模型。通过对试验数据的拟合表明,模型能够较好的描述C/C复合材料纤维束在室温、高温无氧化、高温有氧化环境下疲劳过程中的刚度、强度退化情况。（5）提出并建立了一种三维四向编织C/C复合材料高温剩余刚度模型,模型中引入了内部编织角随疲劳循环数变化的内部编织角模型,并考虑了温度、氧化速率、应力水平等影响。模型认为三维编织C/C复合材料在疲劳加载过程中试验件的内部编织角和疲劳循环数呈指数变化。利用该模型对三维四向编织C/C复合材料剩余刚度试验数据进行拟合,可以获得疲劳过程中内部编织角随循环数变化的试验参数,以此计算三维四向编织C/C复合材料在700℃的试验件工作段长度和花节长度。对比计算值和实测值,验证了模型的有效性。（6）提出了一种三维四向编织C/C复合材料高温疲劳寿命预测方法。采用内部编织角模型对三维四向编织C/C复合材料单胞在疲劳加载过程中进行内部编织角的修正,并利用纤维束高温剩余刚度、强度模型和高温三维Hashin疲劳失效准则实现了单胞中单元的刚度渐降和突降判定。通过对三维四向编织C/C复合材料平板试验件700℃不同应力水平疲劳寿命的预测,验证了模型的有效性。（7）开展了C/C复合材料单向板和三维四向编织平板试验件700℃拉伸试验。利用单向板拉伸试验数据,结合高温环境复合材料单向板和纤维束的等价性原理,获得了C/C复合材料中纤维束、基体700℃的力学性能参数。（8）为了获得C/C复合材料界面剪切强度,开展了C/C复合材料单向板室温单丝顶出测试,根据C/C复合材料界面剪切强度随温度变化的一般规律,计算了C/C复合材料单向板700℃的界面剪切强度。对C/C复合材料单向板进行了热膨胀系数测试,获得了1000℃范围内C/C复合材料组分的热膨胀系数。（9）开展了C/C复合材料单向板700℃拉/拉疲劳试验。利用单向板疲劳试验数据,结合高温环境复合材料单向板和纤维束的等价性原理,拟合得到了C/C复合材料中纤维束的剩余刚度、剩余强度模型中试验参数。对三维四向编织平板试验件进行了700℃拉/拉疲劳试验和剩余强度试验,得到了三维四向编织C/C复合材料700℃的疲劳寿命、刚度变化、迟滞回线、剩余强度等试验数据。
翟军军[10]（2018）在《基于多尺度理论的三维编织复合材料力学性能研究》文中认为三维编织复合材料是基于二维编织技术发展起来的一种具有独特结构的高新材料,具有高比强度、高比刚度、耐烧蚀性、整体性、可设计性等优点。在航空、航天、国防、生物医疗和体育用品等工业技术应用领域倍受关注。近30年来,随着纤维编织技术的日益成熟及应用领域的不断扩展,三维编织结构复合材料已从过去的次承力结构逐渐发展成为主承力结构,在各种系统结构中发挥越来越大的作用。三维编织复合材料整体结构力学性能研究已经成为编织结构设计及应用的研究热点。然而,由于三维编织复合材料细观结构的复杂性,从材料的细观机制出发,研究三维编织复合材料及其结构的力学行为、损伤演化规律,还有很多工作要做。本文将从三维编织复合材料细观构型出发,采用细观和宏观尺度相结合的方法,针对三维四向编织复合材料整体结构刚度和强度、粘弹性性能、热传导性能和热机械行为四方面进行数值和实验研究。由于三维编织复合材料细观结构的复杂性,对编织复合材料整体结构力学响应分析时,传统的有限元离散将产生大量的节点自由度,从而导致过量的计算机内存需求。本文提出一种能够快速、高效预报编织复合材料整体结构强度的多尺度数值计算方法,建立三维四向编织复合材料的宏细观多尺度有限元模型,在此基础上对三维编织复合材料的刚度及三点弯曲工况下结构的宏细观应力场分布及结构弯曲强度进行研究。此外,研究编织几何参数对材料有效弹性常数及结构弯曲强度的影响,通过实验结果对该多尺度方法的数值计算结果进行有效验证。该方法可推广到三维多向编织复合材料,甚至许多周期性复合材料力学性能的研究中,为复合材料的优化设计提供参考。基于多尺度理论,推导了预报三维四向编织复合材料粘弹性性能的有限元方程,建立了宏观结构模型、细观单胞模型及微观纤维束模型,在Laplace域内计算不同尺度下三维四向编织复合材料的等效松弛模量。通过最小二乘法数值拟合预报三维四向编织复合材料等效松弛模量在时间域内的值,并讨论编织角度、松弛时间对材料粘弹性性能的影响。同时,结合一定的松弛边界条件对宏观、细观和微观尺度下应力场进行数值预报。本文基于多尺度数值计算方法,建立了三维四向编织复合材料的宏细观多尺度热传导行为数值预报模型,计算了三维四向编织复合材料的等效热传导系数,讨论了编织结构参数对三维四向编织复合材料热传导性能的影响。通过施加两类不同的边界条件（绝热边界和非绝热边界）,进一步研究三维编织复合材料的热传导行为,给出不同边界条件下三维编织复合材料宏细观温度场、热流场分布,分析三维编织复合材料宏细观热传导机理。本文还基于多尺度方法建立了三维编织复合材料热力耦合分析模型。在热弹性理论基础上,研究了热力耦合条件下三维四向编织复合材料结构的宏细观应力分布规律,讨论编织角、初始温度增量对三维编织复合材料弯曲强度的影响,并通过实验进行验证。在热粘弹性理论基础上,推导了含初始温度增量的三维编织复合材料热粘弹性的多尺度计算公式,通过建立三维编织复合材料热粘弹性本构关系,预报三维编织复合材料等效热应力松弛系数、等效时变热膨胀系数,并讨论编织角、松弛时间的影响,研究三维四向编织复合材料在热力耦合条件下结构宏观、细观和微观热应力松弛规律。
二、树脂基三维编织复合材料蠕变性能分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、树脂基三维编织复合材料蠕变性能分析（论文提纲范文）
（1）高速冲击下三维机织复合材料宏细观建模方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 三维机织复合材料概述 |
| 1.3 复合材料动态力学性能研究进展 |
| 1.3.1 树脂和三维纺织复合材料的应变率效应研究 |
| 1.3.2 抗冲击性能试验研究 |
| 1.4 复合材料多尺度建模方法研究进展 |
| 1.4.1 微观尺度分析 |
| 1.4.2 细观建模方法 |
| 1.4.3 宏观建模方法 |
| 1.4.4 复合材料的损伤和失效模型 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 2 材料的准静态和动态力学性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.3 材料准静态拉伸/压缩/剪切试验 |
| 2.3.1 树脂材料准静态拉伸/压缩/剪切试验 |
| 2.3.2 复合材料准静态拉伸/压缩/剪切试验 |
| 2.4 材料动态拉伸/压缩试验 |
| 2.4.1 试验原理 |
| 2.4.2 试样设计和拉伸夹具设计 |
| 2.4.3 试验结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 三维机织复合材料多尺度建模方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微观尺度模型表征纱线力学性能 |
| 3.2.1 材料组分 |
| 3.2.2 树脂的应变率模型 |
| 3.2.3 微观尺度表征结果 |
| 3.3 细观尺度建模方法 |
| 3.3.1 几何模型建立和网格划分 |
| 3.3.2 材料模型 |
| 3.3.3 材料模型中强度的修正 |
| 3.3.4 界面模型 |
| 3.4 宏观尺度连续介质模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 三维机织复合材料宏细观建模方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宏细观建模方法的实现 |
| 4.2.1 基本原理和假设 |
| 4.2.2 实现步骤和一些注意点 |
| 4.2.3 界面分析简单验证 |
| 4.3 宏细观建模方法验证 |
| 4.4 复合材料的自由边效应 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 宏细观建模方法在三维机织复合材料高速冲击损伤研究中的应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 直线打靶试验和数值仿真分析 |
| 5.2.1 试验介绍 |
| 5.2.2 有限元模型 |
| 5.2.3 能量分析和面外变形分析 |
| 5.2.4 复合材料损伤分析 |
| 5.3 旋转打靶试验和数值仿真分析 |
| 5.3.1 试验介绍 |
| 5.3.2 有限元模型 |
| 5.3.3 能量分析和面外变形分析 |
| 5.3.4 复合材料损伤分析 |
| 5.4 分析讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（2）三维编织复合材料微细观烧蚀行为及高温力学响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 表面烧蚀研究方法 |
| 1.2.2 体积烧蚀研究方法 |
| 1.2.3 炭化复合材料力学响应研究方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 炭化复合材料表面微细观烧蚀行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 微细观烧蚀模型 |
| 2.3 数值求解方法 |
| 2.3.1 气相域和固相域演化的控制方程 |
| 2.3.2 气固相界面重构方法 |
| 2.3.3 松耦合算法及其验证 |
| 2.3.4 微观烧蚀程序三维算例验证 |
| 2.4 微观烧蚀行为数值模拟 |
| 2.4.1 纤维抗氧化性能比基体强的情况 |
| 2.4.2 纤维抗氧化性能比基体弱的情况 |
| 2.5 细观烧蚀行为数值模拟 |
| 2.5.1 编织复合材料几何结构 |
| 2.5.2 计算参数 |
| 2.5.3 细观烧蚀数值模拟结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 炭化复合材料细观体积烧蚀行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 均匀各向同性炭化复合材料体积烧蚀模型 |
| 3.2.1 体积烧蚀机理及数学模型 |
| 3.2.2 数值模型求解方法及烧蚀算例 |
| 3.2.3 数值模型的验证 |
| 3.2.4 均匀各向同性炭化复合材料的体积烧蚀特点 |
| 3.3 细观体烧蚀模型及其求解方法 |
| 3.3.1 细观体积烧蚀模型 |
| 3.3.2 组分材料的热物性和气体渗透性能 |
| 3.3.3 细观体积烧蚀模型求解方法 |
| 3.3.4 细观体积烧蚀求解方法验证 |
| 3.4 三维编织碳/酚醛复合材料体积烧蚀响应 |
| 3.4.1 算例说明 |
| 3.4.2 温度响应 |
| 3.4.3 内压响应 |
| 3.4.4 细观体积烧蚀响应的简化计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 编织炭化型热防护材料的高温力学性能分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 酚醛树脂和碳纤维的高温力学性能分析 |
| 4.2.1 酚醛基体高温力学性能预报模型 |
| 4.2.2 基本参数和力学性能 |
| 4.2.3 基体高温力学性能衰减的不可逆性 |
| 4.2.4 酚醛树脂力学性能的影响因素 |
| 4.2.5 碳纤维高温力学性能 |
| 4.3 纤维束的高温力学性能分析 |
| 4.3.1 纤维束刚度和热变形性能 |
| 4.3.2 纤维束的强度 |
| 4.4 三维编织复合材料的高温力学性能分析 |
| 4.4.1 三维编织复合材料的刚度性能 |
| 4.4.2 三维编织复合材料的强度性能 |
| 4.4.3 强度预报方法的实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 烧蚀条件下的材料损伤和剥蚀行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 烧蚀条件下的热应力损伤 |
| 5.2.1 热/力/炭化反应耦合模型 |
| 5.2.2 求解方法 |
| 5.2.3 数值模拟结果及讨论 |
| 5.3 纤维剥蚀的讨论 |
| 5.3.1 纤维单丝的折断破坏 |
| 5.3.2 纤维单丝的剥落破坏 |
| 5.3.3 编织炭化型热防护材料的层片状剥蚀 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 动态断裂加载力学性能研究现状 |
| 1.3 热氧老化对纤维增强聚合物基复合材料的影响 |
| 1.3.1 温度对复合材料和树脂基体老化性质影响 |
| 1.3.2 氧气对复合材料和树脂基体老化性质影响 |
| 1.3.3 纤维/基体界面对复合材料老化性质影响 |
| 1.4 三维编织复合材料力学分析研究 |
| 1.5 研究目标及内容 |
| 1.6 本研究创新点 |
| 1.7 章节安排 |
| 第二章 三维四向、五向编织复合材料制备及热老化预处理 |
| 2.1 纤维材料和聚合物基体材料 |
| 2.2 三维编织复合材料试件制备 |
| 2.2.1 三维四向、五向编织结构预成型体制备 |
| 2.2.2 复合成型工艺及试样制备 |
| 2.3 环氧树脂浇注体动态热机械分析 |
| 2.4 复合材料热氧老化 |
| 2.4.1 材料加速老化处理 |
| 2.4.2 老化条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 环氧树脂和编织复合材料热氧老化性能表征 |
| 3.1 材料宏观形貌光学性质变化 |
| 3.2 环氧树脂老化前后傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试分析 |
| 3.3 复合材料热氧老化后基体收缩和界面裂纹损伤 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 热氧老化对三维编织复合材料准静态和动态冲击断裂性能影响 |
| 4.1 准静态和动态测试设备及实验条件 |
| 4.2 环氧树脂准静态和动态力学响应 |
| 4.2.1 环氧树脂准静态力学响应 |
| 4.2.2 环氧树脂动态力学响应 |
| 4.3 编织复合材料力学性能 |
| 4.3.1 编织复合材料准静态断裂响应 |
| 4.3.2 编织复合材料动态断裂响应 |
| 4.3.3 编织复合材料老化前后动态断裂响应 |
| 4.3.4 3D4d和3D5d编织复合材料老化前后冲击能量吸收 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 多尺度有限元法预测编织复合材料老化性质 |
| 5.1 多尺度有限元模型建立 |
| 5.1.1 纱线结构模型 |
| 5.1.2 中观三维编织结构模型 |
| 5.1.3 宏观结构模型 |
| 5.2 周期性边界条件 |
| 5.3 老化编织复合材料性能有限元预测 |
| 5.3.1 前言 |
| 5.3.2 老化树脂性能拟合 |
| 5.3.3 老化纱线性能 |
| 5.3.4 老化三维四向编织复合材料中观结构性能 |
| 5.3.5 老化三维五向编织复合材料中观结构性能 |
| 5.3.6 老化编织复合材料宏观结构性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 三维编织复合材料老化后冲击断裂性质有限元分析 |
| 6.1 几何模型 |
| 6.1.1 细观结构模型 |
| 6.1.2 细观结构-宏观结构跨尺度模型 |
| 6.1.3 几何模型装配及边界条件 |
| 6.1.4 几何模型离散化 |
| 6.2 材料属性 |
| 6.2.1 材料本构关系 |
| 6.2.2 界面损伤准则 |
| 6.2.3 材料损伤准则 |
| 6.3 不同老化条件下三维编织复合材料冲击断裂行为有限元分析 |
| 6.3.1 参数设置 |
| 6.3.2 编织复合材料力学响应和损伤形貌 |
| 6.3.3 热氧老化编织复合材料界面损伤 |
| 6.3.4 热氧老化编织复合材料各组分应力分布 |
| 6.3.5 热氧老化编织复合材料各组分能量吸收 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文 |
（4）可用于三维编织的预浸料制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 碳纤维增强树脂基复合材料 |
| 1.2 复合材料缠绕成型技术 |
| 1.3 复合材料铺层成型技术 |
| 1.4 复合材料三维编织技术 |
| 1.5 本课题研究内容及意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 第二章 热固性树脂预浸纱性能研究 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 原材料 |
| 2.1.2 试样制备 |
| 2.1.3 测试方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 树脂体系的固化反应过程研究 |
| 2.2.2 树脂固化过程中的结构变化 |
| 2.2.3 熔融浸渍过程中的粘度变化 |
| 2.2.4 树脂凝胶时间分析 |
| 2.2.5 树脂浇注体动态热机械性能 |
| 2.2.6 树脂浇注体力学性能 |
| 2.2.7 树脂浇注体热稳定性能 |
| 2.2.8 树脂浇注体热膨胀性能 |
| 2.2.9 固化单向纱力学性能 |
| 2.2.10 固化单向纱断面形貌表征 |
| 2.2.11 固化单向纱热稳定性能 |
| 2.2.12 固化单向纱动态热机械分析 |
| 2.2.13 固化单向纱热膨胀性能 |
| 2.2.14 固化单向板力学性能 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 三维编织管件的制备及性能研究 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 原材料 |
| 3.1.2 模具设计 |
| 3.1.3 试样制备 |
| 3.1.4 测试方法 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 编织效果分析 |
| 3.2.2 编织管件的力学性能 |
| 3.2.3 编织管件的微观形貌表征 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 热塑性树脂体系预浸纱的制备与研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 原材料 |
| 4.1.2 溶液配制与试样制备 |
| 4.1.3 测试与表征 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 微观结构 |
| 4.2.2 力学性能 |
| 4.2.3 热稳定性 |
| 4.2.4 动态热机械性能 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 聚醚砜增韧热固性预浸纱树脂体系 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 原材料 |
| 5.1.2 树脂溶液的配制 |
| 5.1.3 浇注体的制备及固化 |
| 5.1.4 测试方法 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 增韧树脂固化工艺的确定 |
| 5.2.2 增韧树脂凝胶时间分析 |
| 5.2.3 增韧树脂固化过程中的结构变化 |
| 5.2.4 增韧树脂浇注体的力学性能 |
| 5.2.5 增韧树脂浇注体的微观形貌表征 |
| 5.2.6 增韧树脂浇注体热稳定性能 |
| 5.2.7 增韧树脂浇注体的动态热机械分析 |
| 5.2.8 增韧树脂浇注体的热膨胀性能 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）SiCf/SiC复合材料的性能研究及仿真计算（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 引言 |
| 1.1.2 国外SiC_f/SiC复合材料在航空领域的应用进展 |
| 1.1.3 国内SiC_f/SiC复合材料研究所面临的挑战 |
| 1.2 SiC_f/SiC复合材料的研究进展 |
| 1.2.1 SiC_f/SiC复合材料的制备 |
| 1.2.2 SiC_f/SiC复合材料的性能研究 |
| 1.2.3 复合材料的有限元仿真技术研究 |
| 1.3 选题依据及研究内容 |
| 1.3.1 选题依据 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 SiC_f/SiC复合材料的制备与性能研究方法 |
| 2.1 材料制备方法 |
| 2.1.1 原料与仪器设备 |
| 2.1.2 复合材料制备方法 |
| 2.2 性能测试方法 |
| 2.2.1 物理性能测试方法 |
| 2.2.2 力学性能测试方法 |
| 2.3 组成、形貌与结构分析方法 |
| 2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.2 扫描电镜分析(SEM) |
| 2.3.3 透射电镜分析(TEM) |
| 2.3.5 X射线断层扫描分析 |
| 2.3.6 热重分析 |
| 第三章 SiC_f/SiC复合材料的室温力学性能研究 |
| 3.1 三维SiC_f/SiC复合材料的弯曲性能 |
| 3.1.1 三维SiC_f/SiC复合材料的微观形貌 |
| 3.1.2 弯曲性能 |
| 3.2 SiC_f/SiC复合材料的拉伸性能 |
| 3.2.1 拉伸性能 |
| 3.2.2 形貌观察与破坏机制 |
| 3.3 SiC_f/SiC复合材料的压缩性能 |
| 3.3.1 压缩性能 |
| 3.3.2 形貌观察与破坏机制 |
| 3.4 SiC_f/SiC复合材料的层间剪切性能 |
| 3.4.1 层间剪切性能 |
| 3.4.2 形貌观察与破坏机制 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 SiC_f/SiC复合材料的高温力学性能研究 |
| 4.1 SiC_f/SiC复合材料的高温拉伸性能 |
| 4.1.1 拉伸性能 |
| 4.1.2 断裂形貌 |
| 4.1.3 氧化损伤分析 |
| 4.1.4 拉伸速率对拉伸强度的影响 |
| 4.2 SiC_f/SiC复合材料的高温弯曲性能 |
| 4.2.1 弯曲性能 |
| 4.2.2 损伤机理分析 |
| 4.3 SiC_f/SiC复合材料的高温疲劳性能 |
| 4.3.1 疲劳性能 |
| 4.3.2 损伤机理分析 |
| 4.4 空气环境下SiC_f/SiC复合材料的抗热震性能 |
| 4.4.1 抗热震性能 |
| 4.4.2 损伤机理分析 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 SiC_f/SiC复合材料热传导性能的实验研究 |
| 5.1 .纤维体积分数对热导率的影响 |
| 5.1.1 微观形貌 |
| 5.1.2 热导率 |
| 5.1.3 力学性能变化 |
| 5.2 热解温度对热导率的影响 |
| 5.2.1 微观形貌 |
| 5.2.2 热导率 |
| 5.2.3 力学性能变化 |
| 5.3 织物结构对热导率的影响 |
| 5.4 基体改性对热导率的影响 |
| 5.4.1 微观形貌 |
| 5.4.2 热导率 |
| 5.4.3 力学性能变化 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 SiC_f/SiC复合材料热结构构件的仿真 |
| 6.1 SiC_f/SiC复合材料拉伸性能的有限元仿真 |
| 6.1.1 单胞模型的建立与网格划分 |
| 6.1.2 材料组份力学性能的确定 |
| 6.1.3 失效判据与损伤演化过程 |
| 6.1.4 模型求解 |
| 6.1.5 仿真结果分析 |
| 6.2 SiC_f/SiC复合材料热导率的有限元仿真 |
| 6.2.1 纱线热导率的预测 |
| 6.2.2 周期性边界条件的施加 |
| 6.2.3 仿真结果分析 |
| 6.3 SiC_f/SiC复合材料火焰筒结构仿真 |
| 6.3.1 火焰筒结构 |
| 6.3.2 构件在工况条件下的静力仿真 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
| 附录 A 单胞参数化建模脚本 |
| 附录 B 施加周期性边界条件的Python脚本 |
| 附录 C 复合材料单胞模型拉伸性能仿真的UMAT子程序 |
| 附录 D 复合材料单胞模型热导率仿真的APDL语言 |
（6）高温透波陶瓷材料研究进展（论文提纲范文）
| 1概述 |
| 1.1透波基本概念和科学技术内涵 |
| 1.2透波材料的选材与设计方法 |
| 1.2.1透波材料的选材与分类 |
| 1.2.2天线罩/窗对新型透波材料的需求 |
| 1.2.3 新型热透波材料种类 |
| 1.3高温透波陶瓷材料发展历史及现状 |
| 1.3.1国外天线罩/窗材料研究概况 |
| 1.3.2国内天线罩/窗材料研究进展 |
| 1.4新型耐高温透波陶瓷材料的发展趋势 |
| 2均质陶瓷透波材料及制备技术 |
| 2.1熔融石英及其复合陶瓷 |
| 2.1.1熔融石英陶瓷的性能特点 |
| 2.1.2熔融石英陶瓷的制备技术 |
| 2.2氮化硼及其复合陶瓷 |
| 2.2.1 h-BN的基本结构及性能 |
| 2.2.2氮化硼及其复相陶瓷高温透波材料 |
| 2.3多孔氮化硅陶瓷 |
| 2.3.1 Si3N4的晶体结构特征以及性能 |
| 2.3.2多孔氮化硅透波材料的制备 |
| 2.3.3多孔氮化硅透波材料的性能 |
| 2.4多孔硅酸钇陶瓷 |
| 2.4.1硅酸钇的结构及性能 |
| 2.4.2多孔硅酸钇成型工艺及性能 |
| 3纤维增强透波复合材料及其制备技术 |
| 3.1高温透波陶瓷材料编织结构 |
| 3.1.1纤维编织方式 |
| 3.1.2复合材料成型技术 |
| 3.2石英纤维透波隔热复合材料 |
| 3.3石英纤维/石英复合材料 |
| 3.4氧化铝纤维增强氧化物复合材料 |
| 3.5氮化物纤维/氮化物复合材料 |
| 4透波陶瓷涂层材料 |
| 4.1透波陶瓷涂层材料种类及制备方法 |
| 4.2国内外研究现状 |
| 5频率选择表面 |
| 5.1高温透波陶瓷基频率选择表面研究意义 |
| 5.2高温透波陶瓷基频率选择表面研究现状 |
| 5.3高温透波陶瓷基频率选择表面制备工艺 |
| 5.3.1软刻蚀技术 |
| 5.3.2柔性膜转移技术 |
| 5.3.3数字化机械铣削加工技术 |
| 5.3.4激光直接刻蚀技术 |
| 5.4 高温透波陶瓷基频率选择表面的测试 |
| 5.4.1高温透波陶瓷基频率选择表面透波率测试 |
| 5.4.2高温透波陶瓷基频率选择表面天线罩透波测试 |
| 5.4.3高温透波陶瓷基频率选择表面反射率测试 |
| 5.5高温透波陶瓷基频率选择表面发展趋势 |
| 6宽频透波陶瓷材料 |
| 6.1宽频透波天线罩结构形式 |
| 6.2宽频透波天线罩壁结构设计现状 |
| 6.3宽频透波天线罩材料研究现状 |
| 6.4宽频天线罩研究制备存在的问题 |
| 7透波性能测试设备及测试原理 |
| 7.1高Q腔法 |
| 7.1.1测试原理 |
| 7.1.2变温校准 |
| 7.1.3相关测试设备 |
| 7.2带状线法 |
| 7.2.1测试原理 |
| 7.2.2相关测试设备 |
| 7.3微扰法 |
| 7.3.1测试原理 |
| 7.3.2相关测试设备 |
| 7.4带状线谐振腔法 |
| 7.4.1测试原理 |
| 7.4.3变温校准方法 |
| 7.4.2相关测试设备 |
| 7.5终端短路波导法 |
| 7.5.1测试原理 |
| 7.5.2高温校准方法 |
| 7.5.3相关测试设备 |
| 7.6准光光腔法 |
| 7.6.1测试原理 |
| 7.6.2相关测试设备 |
| 7.7自由空间法 |
| 7.7.1测试原理 |
| 7.7.2相关测试设备 |
| 8结束语及展望 |
（7）不锈钢三维网络复合结构的制造及其摩擦磨损和切削性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 三维网络复合结构材料制造的研究现状 |
| 1.3 三维网络复合结构材料力学行为研究现状 |
| 1.3.1 聚合物基三维网络复合结构材料 |
| 1.3.2 金属基三维网络复合结构材料 |
| 1.4 三维网络复合材料力学性能模拟研究现状 |
| 1.5 锌合金复合材料摩擦磨损性能研究现状 |
| 1.6 复合材料切削加工研究现状 |
| 1.7 课题研究的目的和主要内容 |
| 第二章 不锈钢网络复合结构材料的制造及结构表征 |
| 2.1 不锈钢纤维及预制体的制造及表征 |
| 2.2 不锈钢纤维网络树脂复合结构材料的制造及表征 |
| 2.3 不锈钢纤维网络锌合金复合结构材料的制造及表征 |
| 2.4 不锈钢丝网布增强锌合金复合结构材料的制造及表征 |
| 2.5 断口形貌及粗糙度分析 |
| 2.6 复合结构材料力学性能测试 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 不锈钢纤维网络树脂复合结构材料力学性能研究 |
| 3.1 单轴拉伸性能 |
| 3.1.1 纤维体积含量的影响 |
| 3.1.2 纤维直径的影响 |
| 3.1.3 拉伸断口形貌 |
| 3.2 单轴压缩性能 |
| 3.2.1 单轴静态压缩行为 |
| 3.2.2 单轴压缩吸能效率 |
| 3.2.3 压缩试样形貌 |
| 3.3 三点弯曲性能 |
| 3.3.1 纤维体积含量的影响 |
| 3.3.2 纤维直径的影响 |
| 3.3.3 弯曲断口形貌 |
| 3.4 夏比冲击性能 |
| 3.4.1 夏比冲击韧度 |
| 3.4.2 断口形貌及断裂机制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不锈钢网络锌合金复合结构材料力学性能研究 |
| 4.1 不锈钢纤维网络锌合金复合结构材料物理性能 |
| 4.2 不锈钢纤维网络锌合金复合结构材料单轴压缩性能 |
| 4.2.1 室温单轴静态压缩行为 |
| 4.2.2 纤维含量及直径对常温压缩性能的影响 |
| 4.2.3 高温压缩性能 |
| 4.2.4 复合结构材料样品断口形貌 |
| 4.3 不锈钢纤维网络锌合金复合结构材料夏比冲击性能 |
| 4.3.1 夏比冲击性能 |
| 4.3.2 断口形貌及断裂机制 |
| 4.4 不锈钢丝网布增强锌合金复合结构材料单轴拉伸性能 |
| 4.4.1 室温单轴拉伸行为 |
| 4.4.2 室温单轴拉伸样品断口形貌 |
| 4.4.3 高温单轴拉伸行为 |
| 4.4.4 高温拉伸样品断口形貌 |
| 4.5 不锈钢丝网布增强锌合金复合结构材料常温单轴压缩性能 |
| 4.5.1 单轴压缩行为 |
| 4.5.2 钢丝含量及直径的影响 |
| 4.5.3 压缩断口形貌 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 不锈钢纤维网络复合结构材料压缩性能数值模拟 |
| 5.1 压缩模拟理论 |
| 5.2 数值模拟模型的建立 |
| 5.2.1 复合结构材料压缩应力-应变曲线 |
| 5.2.2 方形截面十字模型 |
| 5.2.3 圆截面螺旋钢丝骨架模型 |
| 5.3 ABAQUS有限元模型的建立 |
| 5.4 方截面十字骨架模型数值模拟结果与分析 |
| 5.4.1 树脂复合结构材料变形过程分析 |
| 5.4.2 树脂复合结构材料力学性能分析 |
| 5.4.3 锌合金复合结构材料压缩变形分析 |
| 5.4.4 锌合金复合结构材料力学性能分析 |
| 5.5 圆截面螺旋钢丝骨架模型压缩性能有限元分析 |
| 5.5.1 树脂复合结构材料压缩变形分析 |
| 5.5.2 树脂复合结构材料两种模型对比分析 |
| 5.5.3 锌合金复合结构材料压缩变形分析 |
| 5.5.4 锌合金复合结构材料两种模型对比分析 |
| 5.6 本章小节 |
| 第六章 不锈钢网络锌合金复合材料摩擦磨损性能研究 |
| 6.1 实验方案与材料制备 |
| 6.1.1 实验设备及样品制备 |
| 6.1.2 滑动磨损实验方案 |
| 6.2 锌合金复合结构材料摩擦系数变化规律 |
| 6.2.1 100N加载力和常温 |
| 6.2.2 150N加载力和常温 |
| 6.2.3 100N加载力和120℃ |
| 6.3 锌合金复合结构材料磨损率变化规律 |
| 6.4 锌合金及复合结构材料滑动磨损机理 |
| 6.4.1 100N加载力和常温 |
| 6.4.2 150N加载力和常温 |
| 6.4.3 100N加载力和120℃ |
| 6.4.4 3D形貌图 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 不锈钢网络锌合金复合结构材料切削性能研究 |
| 7.1 实验材料与方案 |
| 7.2 切削力实验研究 |
| 7.2.1 切削参数对切削力的影响 |
| 7.2.2 复合结构材料纤维含量对切削力的影响 |
| 7.3 锌合金及其复合结构材料切屑形貌 |
| 7.3.1 切屑的形貌特点 |
| 7.3.2 切屑自由表面 |
| 7.3.3 切屑背面 |
| 7.3.4 切屑横截面 |
| 7.4 已加工样品表面质量 |
| 7.4.1 ZA8锌合金 |
| 7.4.2 复合结构材料 |
| 7.5 刀具磨损机理 |
| 7.5.1 后刀面微观形貌 |
| 7.5.2 前刀面微观形貌 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）三维编织碳纤维增强树脂基复合材料结构-阻尼性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳纤维及碳纤维增强树脂基复合材料 |
| 1.2.1 碳纤维简介 |
| 1.2.2 碳纤维增强树脂基复合材料 |
| 1.2.3 三维编织碳纤维增强复合材料 |
| 1.3 阻尼机理及阻尼材料 |
| 1.3.1 阻尼机理及表征方法 |
| 1.3.2 粘弹性材料改性复合材料阻尼性能研究进展 |
| 1.3.3 CNTs改性复合材料阻尼性能研究进展 |
| 1.4 碳纤维表面沉积CNTs方法综述 |
| 1.4.1 化学气相沉积法 |
| 1.4.2 化学接枝法 |
| 1.4.3 电泳沉积法 |
| 1.4.4 浸渍热干法 |
| 1.5 论文的研究意义及主要研究内容 |
| 第2章 PVDF&PDA改性三维编织复合材料结构-阻尼性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及设备 |
| 2.2.1 实验原料及化学试剂 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 实验制备工艺过程 |
| 2.3.1 纤维表面处理 |
| 2.3.2 碳纤维表面接枝涂层处理 |
| 2.3.3 复合材料制备工艺 |
| 2.4 测试及表征方法 |
| 2.4.1 振动测试 |
| 2.4.2 力学性能测试 |
| 2.4.3 微观分析 |
| 2.4.4 表面化学成分分析 |
| 2.5 结果与讨论 |
| 2.5.1 PVDF&PDA双涂层改性后CF3D表面分析 |
| 2.5.2 PVDF&PDA双涂层改性复合材料动态力学性能分析 |
| 2.5.3 PVDF&PDA双涂层改性复合材料力学性能分析 |
| 2.5.4 PVDF&PDA双涂层改性复合材料断口分析 |
| 2.5.5 PVDF&PDA双涂层改性复合材料振动分析 |
| 2.5.6 PVDF&PDA双涂层改性复合材料阻尼机理及增强机理分析 |
| 2.5.7 PVDF&PDA双涂层改性复合材料的阻尼和刚度的兼容性分析 |
| 2.6 本章结论 |
| 第3章 CVD合成CNTs改性三维编织碳纤维复合材料结构-阻尼性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 试样制备工艺过程 |
| 3.2.3 性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 CF3D表面原位合成CNTs形貌表征 |
| 3.3.2 CF3D增强环氧树脂基复合材料的金相组织 |
| 3.3.3 CF3D增强环氧树脂基复合材料的动态力学分析 |
| 3.3.4 CF3D增强环氧树脂基复合材料的振动分析 |
| 3.3.5 CF3D增强环氧树脂基复合材料的弯曲性能 |
| 3.3.6 CF3D增强环氧树脂基复合材料的冲击性能 |
| 3.3.7 CF3D增强环氧树脂基复合材料的弯曲断口形貌 |
| 3.3.8 复合材料力学性能与阻尼性能兼容性的分析 |
| 3.3.9 原位合成CNTs改性碳纤维增强复合材料阻尼增强机理分析 |
| 3.4 本章结论 |
| 第4章 PDA包覆CNTs改性三维编织复合材料结构-阻尼性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验内容 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 试样制备工艺过程 |
| 4.2.3 性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 CF3D表面形貌的表征 |
| 4.3.2 PDA改性后CNTs-CF3D表面SEM表征 |
| 4.3.3 PDA改性后CNTs-CF3D表面官能团表征 |
| 4.3.4 PDA包覆CNTs改性三维编织复合材料的动态力学分析 |
| 4.3.5 环氧树脂中PDA包覆CNTs的分散性研究 |
| 4.3.7 PDA包覆CNT改性三维编织复合材料的振动分析 |
| 4.3.8 PDA包覆CNTs改性三维编织复合材料弯曲性能分析 |
| 4.3.9 PDA包覆CNTs改性三维编织复合材料的剪切性能分析 |
| 4.3.10 PDA包覆CNTs改性三维编织复合材料的冲击性能分析 |
| 4.3.11 PDA包覆CNTs改性三维编织复合材料的金相显微分析 |
| 4.3.12 PDA包覆CNTs改性三维编织复合材料失效及阻尼机理分析 |
| 4.4 本章结论 |
| 第5章 全文结论及展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 创新点说明 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）三维编织C/C复合材料高温力学行为及寿命预测模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景、研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 C/C复合材料的制造和防护 |
| 1.2.2 碳纤维复合材料中纤维束性能研究概况 |
| 1.2.3 碳基体研究概况 |
| 1.2.4 C/C复合材料界面强度研究概况 |
| 1.2.5 三维编织复合材料高温刚度研究概况 |
| 1.2.6 三维编织复合材料高温强度研究概况 |
| 1.2.7 三维编织复合材料高温疲劳研究概况 |
| 1.3 课题研究存在的问题 |
| 1.4 本文研究的主要内容及技术路线 |
| 1.4.1 本文研究的主要内容 |
| 1.4.2 本文研究的技术路线 |
| 1.5 本文主要创新点 |
| 第二章 三维四向编织C/C复合材料高温刚度、强度预测模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三维四向复合材料单胞模型 |
| 2.2.1 三维四向复合材料结构特点 |
| 2.2.2 三维四向编织复合材料细观模型基本假设 |
| 2.2.3 三维四向编织复合材料单胞模型拓扑结构 |
| 2.2.4 单胞模型的纤维体积含量 |
| 2.2.5 三维四向编织复合材料单胞的几何模型与有限元网格模型 |
| 2.2.6 三维四向编织复合材料单胞模型的周期性边界条件 |
| 2.3 高温C/C复合材料组分性能研究 |
| 2.3.1 纤维束高温力学性能研究 |
| 2.3.2 基体高温力学性能研究 |
| 2.4 静载中的应力分析 |
| 2.5 三维四向编织C/C复合材料高温刚度预测 |
| 2.5.1 三维四向编织C/C复合材料高温等效刚度计算 |
| 2.5.2 切边效应对三维四向编织复合材料刚度预测的影响 |
| 2.5.3 三维四向编织C/C复合材料高温刚度预测计算流程 |
| 2.6 三维四向编织C/C复合材料高温强度预测 |
| 2.6.1 组分材料静载失效判定 |
| 2.6.2 损伤过程的刚度退化方案 |
| 2.6.3 拉伸载荷下试验件的最终破坏判定准则 |
| 2.6.4 切边效应对三维四向编织复合材料强度的影响 |
| 2.6.5 三维四向编织C/C复合材料高温强度预测计算流程 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 三维四向编织C/C复合材料高温疲劳预测模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 疲劳过程的应力分析 |
| 3.3 疲劳过程材料性能退化 |
| 3.3.1 纤维束刚度退化模型 |
| 3.3.2 纤维束强度退化模型 |
| 3.3.3 内部编织角预测模型 |
| 3.4 疲劳分析中的失效判定 |
| 3.4.1 疲劳过程中的纤维束失效判定 |
| 3.4.2 疲劳载荷下试验件最终破坏判定准则 |
| 3.5 三维四向编织C/C复合材料疲劳预测 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 C/C复合材料高温拉伸试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验设计 |
| 4.2.1 试验件选材 |
| 4.2.2 试验件设计 |
| 4.2.3 试验设备及试验条件 |
| 4.3 C/C复合材料氧化试验 |
| 4.3.1 氧化试验条件 |
| 4.3.2 氧化试验结果 |
| 4.4 拉伸试验 |
| 4.4.1 [0]_(16)单向板拉伸试验 |
| 4.4.2 [±45]_(4S)单向板拉伸试验 |
| 4.4.3 [90]_(16)单向板拉伸试验 |
| 4.4.4 界面强度试验 |
| 4.5 三维四向编织C/C复合材料拉伸试验 |
| 4.5.1 非切边三维四向编织C/C复合材料拉伸试验 |
| 4.5.2 切边三维四向编织C/C复合材料拉伸试验 |
| 4.6 C/C复合材料拉伸试验断口分析 |
| 4.6.1 [0]_(16)单向板拉伸破坏断口 |
| 4.6.2 三维四向C/C复合材料拉伸破坏断口 |
| 4.7 C/C复合材料组分热膨胀系数测试 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 C/C复合材料高温疲劳试验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验条件 |
| 5.3 组分疲劳试验 |
| 5.3.1 纤维束纵向拉/拉疲劳试验 |
| 5.3.2 纤维束剪切疲劳试验 |
| 5.4 三维四向编织C/C复合材料疲劳试验 |
| 5.4.1 有涂层700℃疲劳试验 |
| 5.4.2 无涂层700℃疲劳试验 |
| 5.4.3 C/C复合材料拉-拉疲劳后界面强度测试 |
| 5.4.4 三维四向编织C/C复合材料疲劳断口分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 三维四向编织C/C复合材料高温刚度、强度及疲劳预测模型验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维四向C/C复合材料高温刚度预测模型验证 |
| 6.2.1 刚度预测算例1 |
| 6.2.2 刚度预测算例2 |
| 6.2.3 刚度预测算例3 |
| 6.3 三维四向编织C/C复合材料高温强度预测模型验证 |
| 6.3.1 强度预测算例1 |
| 6.3.2 强度预测算例2 |
| 6.4 三维四向编织C/C复合材料高温疲劳预测模型验证 |
| 6.4.1 内部编织角模型验证 |
| 6.4.2 有涂层非切边三维四向编织C/C复合材料高温疲劳预测模型验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 今后工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）基于多尺度理论的三维编织复合材料力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 三维编织复合材料的发展背景 |
| 1.2 三维编织复合材料的研究进展概述 |
| 1.2.1 几何模型及结构研究 |
| 1.2.2 三维编织复合材料机械性能研究 |
| 1.2.3 三维编织复合材料热机械性能研究 |
| 1.2.4 三维编织复合材料粘弹性能研究 |
| 1.2.5 多尺度方法研究进展 |
| 1.3 现存问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 三维四向编织复合材料机械性能多尺度研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论分析模型 |
| 2.2.1 机械性能多尺度分析原理 |
| 2.2.2 多尺度有限元实现 |
| 2.2.3 周期性边界条件 |
| 2.2.4 破坏准则 |
| 2.2.5 机械性能多尺度分析流程 |
| 2.3 三维四向编织复合材料等效弹性性能数值分析 |
| 2.3.1 特征位移的有限元求解 |
| 2.3.2 等效弹性性能数值计算 |
| 2.4 三维四向编织复合材料弯曲强度数值分析 |
| 2.4.1 宏观应力场数值分析 |
| 2.4.2 细观应力场数值分析 |
| 2.4.3 弯曲强度数值分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三维四向编织复合材料粘弹性性能多尺度研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多尺度有限元模型的建立 |
| 3.2.1 微观单胞模型 |
| 3.2.2 细观单胞模型 |
| 3.2.3 多尺度模型 |
| 3.3 理论分析模型 |
| 3.3.1 粘弹性多尺度分析原理 |
| 3.3.2 多尺度有限元实现 |
| 3.3.3 Laplace逆变换及数据拟合 |
| 3.4 三维四向编织复合材料等效松弛模量数值分析 |
| 3.4.1 微观等效松弛模量数值分析 |
| 3.4.2 细观等效松弛模量数值分析 |
| 3.5 三维四向编织复合材料粘弹性行为数值分析 |
| 3.5.1 宏观应力数值分析 |
| 3.5.2 细观应力数值分析 |
| 3.5.3 微观应力数值分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 三维四向编织复合材料热传导性能多尺度研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论分析模型 |
| 4.2.1 热传导性能多尺度分析原理 |
| 4.2.2 多尺度有限元实现 |
| 4.2.3 周期性边界条件 |
| 4.2.4 热传导行为多尺度分析流程 |
| 4.3 三维四向编织复合材料等效热传导系数数值分析 |
| 4.3.1 特征函数的有限元求解 |
| 4.3.2 等效热传导系数数值分析 |
| 4.4 三维四向编织复合材料热传导行为数值分析 |
| 4.4.1 宏观温度场数值分析 |
| 4.4.2 宏观热流场数值分析 |
| 4.4.3 细观温度场数值分析 |
| 4.4.4 细观热流场数值分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 三维四向编织复合材料热力耦合行为多尺度研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论分析模型 |
| 5.2.1 不考虑粘弹性热力耦合性能多尺度分析原理 |
| 5.2.2 不考虑粘弹性热力耦合性能多尺度有限元实现 |
| 5.2.3 考虑粘弹性热力耦合性能多尺度分析原理 |
| 5.2.4 考虑粘弹性热力耦合性能多尺度有限元实现 |
| 5.3 不考虑粘弹性三维四向编织复合材料热力耦合行为分析 |
| 5.3.1 等效热膨胀系数数值分析 |
| 5.3.2 宏观应力场数值分析 |
| 5.3.3 细观应力场数值分析 |
| 5.3.4 弯曲强度实验与数值分析 |
| 5.4 考虑粘弹性三维四向编织复合材料热力耦合行为数值分析 |
| 5.4.1 等效热粘弹性能数值分析 |
| 5.4.2 宏观应力数值分析 |
| 5.4.3 细观应力数值分析 |
| 5.4.4 微观应力数值分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要创新成果 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、树脂基三维编织复合材料蠕变性能分析（论文参考文献）
- [1]高速冲击下三维机织复合材料宏细观建模方法研究[D]. 胡燕琪. 浙江大学, 2021(06)
- [2]三维编织复合材料微细观烧蚀行为及高温力学响应研究[D]. 李伟. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [3]三维编织复合材料大气环境热氧老化降解后冲击断裂行为[D]. 史宝会. 东华大学, 2020(01)
- [4]可用于三维编织的预浸料制备与性能研究[D]. 张宁. 长安大学, 2020(06)
- [5]SiCf/SiC复合材料的性能研究及仿真计算[D]. 李明远. 国防科技大学, 2019(01)
- [6]高温透波陶瓷材料研究进展[J]. 蔡德龙,陈斐,何凤梅,贾德昌,匡宁,苗蕾,邱海鹏,王洪升,徐念喜,杨治华,于长清,张俊武,张伟儒,周延春. 现代技术陶瓷, 2019(Z1)
- [7]不锈钢三维网络复合结构的制造及其摩擦磨损和切削性能研究[D]. 姚碧波. 华南理工大学, 2019(01)
- [8]三维编织碳纤维增强树脂基复合材料结构-阻尼性能研究[D]. 闫德道. 天津大学, 2018(06)
- [9]三维编织C/C复合材料高温力学行为及寿命预测模型研究[D]. 陈波. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [10]基于多尺度理论的三维编织复合材料力学性能研究[D]. 翟军军. 哈尔滨理工大学, 2018(01)