【正文】 ， 用 一 個(gè) 圓 孔 或 橢 圓 孔 取代 沖 擊 損 傷 ， 之 后 用 孔 斷 裂 韌 性 判 據(jù) 來 判 斷 板 的 破 壞 ； （ 4） 損 傷 累 積 法 ， 利 用 動(dòng) 態(tài) 有 限計(jì) 算 層 板 的 沖 擊 損 傷 的 剛 度 下 降 ， 作 為 板 的 初 試 損 傷 ， 用 損 傷 累 積 法 模 擬 板 的 壓 縮 破壞 過 程 ， 并 計(jì) 算 剩 余 壓 縮 強(qiáng) 度 。 通 過 對(duì) 復(fù) 合 材 料 泡 沫 夾 層 結(jié) 構(gòu) 的 低 速 沖 擊 及 沖 擊 后 含 損 傷 的夾 層 結(jié) 構(gòu) 在 壓 縮 載 荷 作 用 下 損 傷 擴(kuò) 展 的 全 過 程 進(jìn) 行 模 擬 研 究 ， 預(yù) 測 分 析 夾 層 結(jié) 構(gòu) 低 速?zèng)_ 擊 后 的 剩 余 壓 縮 強(qiáng) 度 。 國 內(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 。 這 些 內(nèi) 應(yīng) 力 往 往 被 束 縛 在 樹 脂 與 填 料 界 面 上 ， 導(dǎo) 致 固 化 物 內(nèi) 部 產(chǎn) 生微 裂 紋 ， 使 得 不 飽 和 樹 脂 固 化 物 的 抗 沖 擊 性 能 變 差 ， 耐 熱 沖 擊 和 斷 裂 韌 性 降 低 。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 。 增 韌 改 性 途南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12徑 ： 改 變 不 飽 和 聚 酯 樹 脂 的 化 學(xué) 結(jié) 構(gòu) 有 其 局 限 性 ； 彈 性 體 增 韌 雖 然 可 以 提 高 沖 擊 強(qiáng) 度 ，但其 它 性 能 如 拉 伸 強(qiáng) 度 、 彎 曲 強(qiáng) 度 、 耐 熱 性 能 有 所 下 降 ， 這 兩 種 改 性 途 徑 存 在 的 缺 陷 ，使 不飽 和 聚 酯 樹 脂 增 韌 改 性 的 發(fā) 展 受 到 一 定 影 響 。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 為 功 能 填 料 。不 少 研 究 者 提 高 耐 沖 擊 性 能 的 主 要 措 施 是 通 過 對(duì) 填 料 的 選 擇 和 表 面 進(jìn) 行 改 性 來 提高 復(fù) 合 材 料 抗 沖 擊 性 能 。 國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展復(fù) 合 材 料 的 沖 擊 損 傷 研 究 開 始 與 上 世 紀(jì) 七 十 年 代 ， 在 八 十 年 代 逐 步 得 到 發(fā) 展[13]。 此 外 ， 復(fù) 合 材 料結(jié) 構(gòu) 低 能 量 沖 擊 損 傷 后 的 剩 余 強(qiáng) 度 評(píng) 估 、 疲 勞 壽 命 分 析 ， 以 及 結(jié) 構(gòu) 的 日 常 檢 測 維 護(hù) 與損 傷 修 復(fù) 等 問 題 ， 也 都 要 在 此 基 礎(chǔ) 上 進(jìn) 一 步 展 開 深 入 的 研 究 工 作 。 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(qiáng) 度 會(huì) 大 幅 度 下 降 ， 其 中 剩 余 壓 縮 強(qiáng) 度(CAI)下 降 尤 為 顯 著 ， 甚 至達(dá) 到 60％ 以 上 [9]。相 對(duì) 于 中 、 高 能 量 的 沖 擊 ， 低 能 量 沖 擊 損 傷 對(duì) 復(fù) 合 材 料 結(jié) 構(gòu) 件 的 危 害 更 加 致 命 。 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 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 。另外在沖浪板中也普遍使用 PUR 泡沫或 EPS 泡沫作為芯材。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。有時(shí)PUR 泡沫也能用于受載較小的夾層板中，起到隔熱或隔音的作用。硬質(zhì)聚氨酯 PUR泡沫與其他泡沫相比，其力學(xué)性能一般，樹脂/芯材界面易產(chǎn)生老化，從而導(dǎo)致面板剝離。但是因?yàn)槠鋬r(jià)格優(yōu)勢，目前還有一定的市場。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)。復(fù)合材料中泡沫夾層結(jié)構(gòu)的最初應(yīng)用從上世紀(jì)初的航空航天業(yè)開始，逐步發(fā)展到今天的船舶、交通運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)器材、風(fēng)力發(fā)電、醫(yī)療器材等領(lǐng)域。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。隨著科技的發(fā)展，一些高性能纖維相繼問世，像碳纖維，芳香族聚酞胺纖維，聚乙烯纖維，硼纖維等。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。 ⑷介電性能 不飽和聚酸樹脂的介電性能良好。南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10⑵力學(xué)性能 不飽和聚酯樹脂具有較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。不飽和聚酯樹脂的相對(duì)密度在 ～ 左右，固化時(shí)體積收縮率較大，固化樹脂的一些性質(zhì)如下 [4]： ⑴耐熱性 絕大多數(shù)不飽和聚酯樹脂的熱變形溫度都在 50～60℃，一些耐熱性好的樹脂則可達(dá) 120℃。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。人 們 通 常 采 用 不飽和聚酯樹脂為基體材料制作復(fù)合材料層合板，而不飽和聚酯樹脂又是熱固性樹脂中最常用的一種，它是由飽和二元酸、不飽和二元酸和二元醇縮聚而成的線形聚合物，經(jīng)過交聯(lián)單體或活性溶劑稀釋形成的具有一定黏度的樹脂溶液。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 。 層 合 板 也 是 各 向 異 性 的 不 均 勻 材 料 ， 但 比 單 層 板 復(fù) 雜 的 多 ， 因 此 對(duì) 其 進(jìn) 行 力學(xué) 分 析 計(jì) 算 也 將 大 大 復(fù) 雜 化 。 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 。單 層 復(fù) 合 材 料 中 纖 維 起 增 強(qiáng) 和 主 要 承 載 作 用 ， 基 體 起 支 撐 纖 維 、 保 護(hù) 纖 維 ， 并 在纖 維 間 起 分 配 和 傳 遞 載 荷 作 用 ， 載 荷 傳 遞 的 機(jī) 理 是 在 基 體 中 產(chǎn) 生 剪 應(yīng) 力 ， 通 常 把 單 層材 料 的 應(yīng) 力 應(yīng) 變 關(guān) 系 看 作 是 線 彈 性 的 。 復(fù) 合 材料 的力 學(xué) 性 能 比 一 般 金 屬 材 料 復(fù) 雜 的 多 ， 主 要 有 不 均 勻 、 不 連 續(xù) 、 各 向 異 性 等 特 點(diǎn)[2]。 其 中 增 強(qiáng) 材 料 在 復(fù) 合 材 料 中 起 主 要 作 用 ，南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文9提 供 剛 度 和 強(qiáng) 度 ， 主 要 用 于 控 制 其 性 能 。復(fù) 合 材 料 由 基 體 材 料 和 增 強(qiáng) 材 料 兩 種 組 分 組 成 。但 是 其 結(jié) 構(gòu) 在 制 造 、 使 用 和 維 修 過 程 中 很 容 易 受 到 低 速 沖 擊 引 起 的 損 傷 ， 這 種 損 傷主 要 發(fā) 生 在 材 料 內(nèi) 部 不 容 易 被 肉 眼 發(fā) 現(xiàn) ， 稱 之 為 “難 以 察 覺 的 沖 擊 損 傷 ”。 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 。 隨 著 制 造 成 本 的 不 斷 下 降 ， 成 型 工 藝 機(jī) 械 化 、 自 動(dòng) 化 程 度 不 斷 提 高 ， 民 用飛 機(jī) 也 越 來 越 多 的 使 用 復(fù) 合 材 料 ， 波 音 787 和 空 客 A350 飛 機(jī) 復(fù) 合 材 料 用 量 都 已 達(dá) 到 機(jī)體 結(jié) 構(gòu) 重 量 的 50%。 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) 。 Ultrasonic testingSignature of Supervisor:目 錄1 緒論 .............................................................1 選題的依據(jù)及意義 .................................................91. 2 國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展 ..............................................10 研究內(nèi)容 .........................................................112 實(shí)驗(yàn)部分 .......................................................12 實(shí)驗(yàn)儀器和原料 ..................................................12 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)的制備 ......................................14 復(fù)合材料泡沫夾層結(jié)構(gòu)的沖擊試驗(yàn) ..................................15 復(fù)合材