【正文】 g— — 重力加速度； h—— 落錘自由落體高度。 6）待其達(dá)到一定強(qiáng)度后才能脫模。研究發(fā)現(xiàn)夾層結(jié)構(gòu)的損傷尺寸隨沖擊能量的增加而增大，殘余凹痕深度也隨之增加，而其剩余壓縮強(qiáng)度隨著沖擊能量的增加而降低。至今，已有許多研究者針對(duì)復(fù)合材料低能量沖擊損傷問題進(jìn)行了研究，并取得了一定的進(jìn)展。作為結(jié)構(gòu)材料使用時(shí)，常用作層合板的縱、橫桁條或加強(qiáng)筋之芯材。 ⑶ 耐化學(xué)腐蝕性能 不飽和聚酯樹脂耐水、稀酸、稀堿的性能較好，耐有機(jī)溶劑的性能差，同時(shí)，樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何開關(guān)的不同，可以有很大的差異。根據(jù)復(fù)合材料中增 強(qiáng)材料的幾何形狀，復(fù)合材料可分為三大類： (1) 顆粒復(fù)合材料，由顆粒增強(qiáng)材料和基體組成； (2) 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，由纖維和基體組成； (3) 層合復(fù)合材料，由多種片狀材料層合而組成。 Ultrasonic testing Signature of Supervisor: 目 錄 1 緒論 ............................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 因此，對(duì) 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu) 沖擊損傷的研究以提高復(fù)合材 料的 抗沖擊性能 顯得尤為重要。建筑工業(yè)中，復(fù)合材料廣泛應(yīng)用于各種輕型結(jié)構(gòu)房屋，建筑裝飾、衛(wèi)生潔具、冷卻塔、儲(chǔ)水箱、門窗及其門窗構(gòu)件、落水系統(tǒng)和地面等；化學(xué)工業(yè)中，復(fù)合材料主要 應(yīng)用于防腐蝕管、罐、泵、閥等。 復(fù)合材料屬于各向異性材料，沿纖維方向具有很高的強(qiáng)度和剛度，而在垂直于纖維方向力學(xué)性能相對(duì)很弱。但 它們 的價(jià)格比較貴，遠(yuǎn)沒有玻璃纖維復(fù)合材料具有的良好性價(jià)比。隨著計(jì)算機(jī)分析軟件的發(fā)展，用有限元分析軟件來模擬預(yù)測(cè)夾層結(jié)構(gòu)的破壞過程成為目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)方向，也具有及其重要的實(shí)用價(jià)值，如果能夠正確 評(píng)估復(fù)合材料泡沫芯夾層結(jié)構(gòu)的破壞，就可以為夾層結(jié)構(gòu)的檢修更換提供依據(jù)，也能為設(shè)計(jì)師提供參考數(shù)據(jù)，對(duì)于了解復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的損傷容限很重要，所以具有較大的工程意義。 不飽和樹脂屬熱固性樹脂，需在固化劑的作用下形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)才能獲得其特有性能。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 由于樹脂固化受外界溫度的影響較大，實(shí)驗(yàn) 樹脂 基體配比比例隨溫度變化而變化， 在本文研究進(jìn)行過程中，結(jié)合工作環(huán)境的溫度狀態(tài)，經(jīng)過大量凝膠實(shí)驗(yàn)確定了不飽和聚酯樹脂的配方，如 表 23 所示。通常 15~25℃、 3~10 分鐘 即可脫模。 （ 5）調(diào)節(jié)“深度”旋鈕，把“微調(diào)”控制旋鈕調(diào)到零位；把“粗調(diào)”控制旋鈕調(diào)到和試件厚度范圍相當(dāng)?shù)臋n數(shù)；適當(dāng)調(diào)節(jié)“微調(diào)”旋鈕，以便讀數(shù)。故而，檢測(cè)出的波形比較平緩，波峰低。 當(dāng)沖擊高度的增加，沖擊能量的變大，試樣中的泡沫夾層結(jié)構(gòu)受沖擊的能量超過其本身允許的損傷容限時(shí)，泡沫夾層結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)并不能起到良好的保護(hù)作用。 最后 ， 再次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中幫助過我的每一位老師和同學(xué)，以及在畢業(yè) 設(shè)計(jì) 過程 中被我引用或參考的 文獻(xiàn) 的作者。 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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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 圖 34 試樣沖擊前后壓縮強(qiáng)度損失率變化曲線圖 根據(jù)圖 33 和圖 34 可知，其中 6 層玻纖含量的復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)試樣和8 層玻纖含量的復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)試樣發(fā)泡度為 100%時(shí)的沖擊后壓縮強(qiáng)度損失率是所有試樣中最小的，其沖擊壓縮強(qiáng)度損失率分別為 %和 %。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(shí)，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(shí)會(huì)發(fā)生折射、散射和反射現(xiàn)象，但是波幅小。 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(cè)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)。復(fù)合材料板的厚度約為 2mm。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 2 實(shí)驗(yàn)部分 實(shí)驗(yàn)儀器和原料 本實(shí)驗(yàn)中使用的實(shí)驗(yàn)儀器和藥品分別列于 表 01 和 表 02 中。 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(jī)聚合物的相容性以及加工流動(dòng)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(jī)械性能的提高，使非功能填料轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ芴盍稀?PUR 泡沫價(jià)格相對(duì)便宜，發(fā) 泡工藝也比較簡單，采用液體發(fā)泡。復(fù)合材料在使用過程中受到低能沖擊時(shí)，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(huì)生成不可視的分層，從而形成潛在的危險(xiǎn)，內(nèi)部損傷的存在可造成復(fù)合材料在強(qiáng)度和剛度上的很大損失。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。在航空方面，目前各發(fā)達(dá)國家的飛機(jī)中，機(jī)翼蒙皮、機(jī)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(jī)的自重，改善飛機(jī)的總體結(jié)構(gòu)。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。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dú)立完成的研究成果。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。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(jī)結(jié)構(gòu)整體的可靠性。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。 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(gè)重點(diǎn)內(nèi)容 。目前主要在運(yùn)動(dòng)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。 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。 表 01 實(shí)驗(yàn)儀器 儀器名稱 型號(hào) 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(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī) WDW500 上海華龍測(cè)試儀 器有限公司 落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī) 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(shí)驗(yàn)藥品 材料名稱 型號(hào)（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(shí)驗(yàn)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。 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） 接好探頭。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。 隨著聚氨酯泡沫發(fā)泡度的增加，當(dāng)復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)試樣受到?jīng)_擊時(shí)，試樣中的泡沫夾層結(jié)構(gòu)能夠有效 地 吸收的能量會(huì) 變大，對(duì)試樣起到良好的保護(hù)作用，使得復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)沖擊后壓縮強(qiáng)度損失率達(dá)到最小。 。 復(fù)合材料不同于金屬材料，其內(nèi)部發(fā)生塑性變形的能力受到很大的限制，且纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有良好 的彈性，屬于彈性材料。 對(duì)于未受到?jīng)_擊的試樣，試樣內(nèi)部缺陷甚微，并且未發(fā)生樹脂基體的斷裂和纖維斷裂、分層現(xiàn)象，氣相和固相之間的界面較少，所以超聲波通過該處時(shí)發(fā)生折射、散射和反射的概率較小。 （ 4）清理試件表面；本論文采用液浸法檢測(cè)，用蒸餾水為耦合劑。 （ 2） 試樣的制備 將 稱量好的聚氨酯 A 組分和聚氨酯 B 組分 用塑料杯子混合均勻并攪拌約 30 秒，待混合物開始 發(fā)熱 并且以肉眼可見的速度開始膨脹時(shí)倒入鐵制模具中，用鐵制鋼板將發(fā)泡物體積固定，冷卻。在配方中，前 4 項(xiàng)稱為 A 組分， PAPI 稱為 B 組分。無機(jī)物特別是納米材 料增韌，不僅起到增強(qiáng)增韌的效果，并且還可改善不飽和樹脂聚酯耐磨、水、酸堿等性能；互穿聚合物網(wǎng)絡(luò) (IPN)[11]的增韌是不飽和聚酯樹脂增韌新的較有效的方法，它可增加基體與添加相之間的作用力和相容性，不僅有利于增韌，還賦予不飽和聚酯樹脂其它優(yōu)異性能，這