【正文】 21 （ a）發(fā)泡度為 60%沖擊前后的試樣 (b)發(fā)泡度為 70%沖擊前后的試樣 (c)發(fā)泡度為 80%沖擊前后的試樣 (d)發(fā)泡度為 90%沖擊前后的試樣 (e)發(fā)泡度為 100%沖擊前后的試 樣 圖 01 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)沖擊損傷超聲檢測波譜圖 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 （ a）發(fā)泡度為 60%沖擊前后的試樣 (b)發(fā)泡度為 70%沖擊前后的試樣 (c)發(fā)泡度為 80%沖擊前后的試樣 (d)發(fā)泡度為 90%沖擊前后的試樣 (e)發(fā)泡度為 100%沖擊前后的試樣 圖 02 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)沖擊損傷超聲檢測波譜圖 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 從圖 31 中和圖 32 中可以看出，隨著泡沫夾層結(jié)構(gòu)發(fā)泡度的增加，六層和八層玻璃纖維制成的復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)，其沖擊后的超聲檢測波譜圖中波峰都在逐漸的減小。如果試樣中存在沖擊損傷，則波幅較大，而且損傷越大、波幅越大。 將復(fù)合材料 泡沫夾層結(jié)構(gòu) 切割 成 圖 05 所示形狀 進(jìn)行壓縮試驗。 （ 2） 接好探頭。 先將試樣放在實驗臺內(nèi)徑為 80mm、外徑為 100mm、厚為 10mm 的鐵圈上如 圖 02 所示， 將落錘沖擊頭對準(zhǔn)鐵圈中心對試樣進(jìn)行沖擊測試。 將玻纖層數(shù)改為 8 層，重復(fù)上述操作制作厚度約為 2mm的復(fù)合材料層合板。 2）將 1 層玻璃布鋪放在玻璃平板上。 表 01 實驗儀器 儀器名稱 型號 生產(chǎn)廠家 電子天平 YP20xx1 上海光正醫(yī)療儀器有限公司 微機控制電子萬能試驗機 WDW500 上海華龍測試儀 器有限公司 落錘式?jīng)_擊試驗機 自制 超聲波探傷儀 CTS26 廣東汕頭超聲電子股份有限公司 表 02 實驗藥品 材料名稱 型號（規(guī)格） 生產(chǎn)廠家 不飽和聚酯樹脂 191 南京永祥化工有限公司 過氧化甲乙酮 AR 南京永祥化工有限公司 環(huán)烷酸鈷 AR 南京永祥化工有限公司 玻璃布 九江市江南玻璃纖維有限公司 甲基硅油 201（ CS） 杭州鍇德化工有限公司 聚氨酯 A 組分 南京 永祥化工有限公司 聚氨酯 B 組分 南京永祥化工有限公司 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)的制備 本實驗制備不同規(guī)格的復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)，選取玻纖含量為 33%和玻纖含量為 25%兩種玻纖含量不同的復(fù)合材料板，制備發(fā)泡率為 60%、 70%、 80%、 90%、100%的泡沫夾層結(jié)構(gòu)，用復(fù)合材料板與聚氨酯 泡沫以不飽和樹脂作為膠黏劑 制成多種不同的復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)試樣。 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)是飛行器、船舶工業(yè)、汽車工業(yè)等常用的結(jié)構(gòu)形式，但由于夾層結(jié)構(gòu)的層間性能和抵抗低速沖擊性能較弱，在低速沖擊載荷的作用下，會造成面板基體開裂和纖維斷裂、夾芯壓塌、面板和芯材間的界 面脫膠等多種失效，導(dǎo)致夾層結(jié)構(gòu)承載能力的下降。 提高增韌不飽和聚酯樹脂的綜合性能，使不飽和聚酯樹脂增韌朝著功能化、精細(xì)化、高性能化的方向發(fā)展，一直是不飽和聚酯樹脂增韌研究的主要方向。在日常飛機、船舶、汽車等維護(hù)檢測時，低能量沖擊損傷往往難以被及時發(fā)現(xiàn)、修理，從而引發(fā)突然事故，給它們安全留下致命的隱患。目前主要在運動器材，例如網(wǎng)球拍、冰球棒中用做工藝芯材，并起到一定的阻尼作用。相對而言，因為其密度選擇范圍小，面層破壞以后，吸水腐爛的缺點，已經(jīng)逐步被 PVC 泡沫取代。 如何提高它們的耐沖擊性能是復(fù)合材料領(lǐng)域研究的一個重點內(nèi)容 。 不飽和聚酯樹脂是具有多功能團的線型高分子化合物，在其骨架主鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵，而在大分子鏈兩端各帶有羧基和羥基。層合板由多層單層板構(gòu)成，各層單層板的纖維方向一般不同?；w采用各種樹脂或金屬、非金屬材料；增強材料采用各種纖維或顆粒等材料。另外由于復(fù)合材料構(gòu)件大多采用整體成形，又極大地減少了連接 件，從而有效提高了飛機結(jié)構(gòu)整體的可靠性。 這是因為泡沫夾層結(jié)構(gòu)的夾芯材料發(fā)泡度越高，越能有效地吸收沖擊時所產(chǎn)生的能量，使得試樣抗沖擊能力更強。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 復(fù)合材料 泡沫夾層結(jié)構(gòu) 沖擊 損傷 的研究 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立完成的研究成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部 分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 [08/100%]和 [06/100%]兩種試樣沖擊后壓縮強度損失率分別為%和 %。在航空方面，目前各發(fā)達(dá)國家的飛機中，機翼蒙皮、機身、垂尾、副翼、雷達(dá)罩、翼肋等主承力構(gòu)件都已經(jīng)使用復(fù)合材料，大量使用復(fù)合材料能夠大幅度減輕飛機的自重，改善飛機的總體結(jié)構(gòu)。 復(fù)合材料由基體材料和增強材料兩種組分組成。疊層材料由上述單層板按照一定的纖維方向和次序，鋪放成疊層形式， 進(jìn)行粘合，經(jīng)加熱固化處理而成。迄今，國內(nèi)外用作復(fù)合材料基體的不飽和聚酯（樹脂）基體基本上是鄰苯二甲酸型（簡稱鄰苯型）、間苯二甲酸型（簡稱間苯型）、雙酚 A 型和乙烯基酯型、鹵代不飽和聚酯樹脂等。復(fù)合材料在使用過程中受到低能沖擊時，大部分情況并沒有明顯的目視損傷，但卻在層合板內(nèi)部會生成不可視的分層，從而形成潛在的危險，內(nèi)部損傷的存在可造成復(fù)合材料在強度和剛度上的很大損失。巴薩木目前主要的用途集中在風(fēng)電、船舶、鐵路車輛等行業(yè)。 PUR 泡沫價格相對便宜，發(fā) 泡工藝也比較簡單，采用液體發(fā)泡。這些目視不可檢的內(nèi)部損傷將使層合板的力學(xué)性能嚴(yán)重退化，其結(jié)構(gòu)剩余強度會大幅度下降，其中剩余壓縮強度 (CAI)下降尤為顯著，甚至達(dá)到 60％以上 [9]。 填料改性是為了改變填料表面原有的性質(zhì)（親油性、吸油率、浸潤性、混合物 粘度等），改善礦物填料與有機聚合物的相容性以及加工流動性，提高填料／樹脂相界面之間的結(jié)合力，促進(jìn)復(fù)合材料物理機械性能的提高，使非功能填料轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ芴盍?。國?nèi)外許多高分子材料專家一直在致力于不飽和樹脂改性的研究，并已取得顯著的成果，相繼開發(fā)出許多用于改性不飽和樹脂的改性劑產(chǎn)品，已成為改性不飽和樹脂的主要手段。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 2 實驗部分 實驗儀器和原料 本實驗中使用的實驗儀器和藥品分別列于 表 01 和 表 02 中。 （ 3）手糊成型操作 1）用裁剪好的脫模布平攤在玻璃平板上。復(fù)合材料板的厚度約為 2mm。 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu) 的沖擊試驗 本論文采用 落錘式?jīng)_擊試驗機 對復(fù)合材料試樣進(jìn)行沖擊試驗。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 03 CTS26A 超聲探傷儀 圖 04 液浸法檢測示意圖 具體操作步驟如下： （ 1）把探傷儀接上穩(wěn)壓電源，閉合儀器面板上的電源開關(guān)。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)的壓縮試驗 試樣正面俯視圖 試樣側(cè)面俯視圖 圖 05 壓縮試驗試樣示意圖 本 論文 用復(fù)合材料 泡沫夾層結(jié)構(gòu) 沖擊后的剩余壓縮強度變化表示其抗沖擊性能的優(yōu)異 。當(dāng)超聲探傷儀的探頭發(fā)射出某一特定頻率的超聲波時，該波在試樣內(nèi)傳播，由于試樣 內(nèi)部是非均質(zhì)的，而該波在通過試樣內(nèi)兩相的界面時會發(fā)生折射、散射和反射現(xiàn)象，但是波幅小。由 圖 0可看出，與沖擊前試樣相比，沖擊后的試樣超聲檢測波幅更大，表 明試樣中存在損傷，并且波峰越高，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷越大。 圖 33 為六層玻纖含量沖擊壓縮損失率相 關(guān)曲線圖（ B、 C、 D、 E、 F 五條曲線分別表示復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)在受到 、 、 、 、 能量沖擊的情況下，隨著泡沫夾層結(jié)構(gòu)發(fā)泡度的增加其沖擊后壓縮強度損失率不同的五條變化曲線圖） 圖 33 試樣沖擊前后壓縮強度損失率變化曲線圖 圖 34 為八層玻纖含量沖擊壓縮損失率相關(guān)曲線圖（ B、 C、 D、 E、 F 五條曲線分別表示復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)在受到 、 、 、 、 能量沖擊的情況下，隨著泡沫夾層結(jié)構(gòu)發(fā)泡度的增加其沖擊后壓縮強度損失率不同的五條變化曲線圖） 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27