一、双剪切试样用于短纤维金属基复合材料的蠕变响应研究（论文文献综述）
郑长升[1]（2021）在《共固化阻尼膜夹嵌复合材料研制及界面结合机理》文中研究表明纤维增强树脂基共固化阻尼复合材料具有比模量大、比强度高及阻尼损耗性能优越的特性,近年来在卫星导航设备、运载火箭及高速列车等领域表现出极大的应用前景。传统的共固化阻尼复合材料使用已硫化的橡胶片作为阻尼薄膜材料,然后通过胶粘剂使之与复合材料粘结固化成型。由于该制备工艺没有考虑阻尼薄膜的硫化特性、耐老化性以及树脂基体的固化机理,阻尼材料与树脂基体未能实现共固化,在高温高压作用下易导致阻尼薄膜力学性能变弱且老化失效,使整个结构失去承载能力。但随着对其力学性能及振动与噪声控制水平的要求越来越高,传统的共固化阻尼复合材料已不能满足人类日益增长的需求。因此,如何进一步提高共固化阻尼复合材料的界面结合强度及阻尼性能成为亟待解决的关键问题。针对现有共固化阻尼复合材料的缺陷,根据高分子聚合反应原理及正交试验准则设计了粘弹性阻尼材料的组分,重点研究了低温（80℃）、中温（140℃及165℃）及高温（230℃）共固化阻尼膜夹嵌复合材料的制备工艺,表征了阻尼复合材料的力学性能,揭示了酚醛、环氧及双马树脂基共固化阻尼膜夹嵌复合材料中阻尼薄膜材料与树脂基体间的界面微观结合机理。论文主要工作及创新点如下:（1）完善了共固化阻尼复合材料的工艺体系,将高分子成型原理与复合材料共固化工艺相结合,开发了酚醛、环氧和双马树脂基共固化阻尼膜夹嵌复合材料的制备工艺及设计方法,研制了不同温度、不同种类树脂基共固化阻尼膜夹嵌复合材料,对共固化阻尼膜夹嵌复合材料大规模、批量化的生产应用具有重要的指导意义。（2）基于高分子理论和共固化工艺设计了与树脂基体相匹配的粘弹性阻尼材料,探索从化学分子键的角度去解决共固化阻尼膜夹嵌复合材料的界面结合问题,将力学方法和化学表征手段相结合揭示共固化阻尼复合材料的界面结合机理,最终结果证实酚醛树脂与丁腈橡胶、环氧树脂与溴化丁基橡胶及双马树脂与氟橡胶间的官能团发生了化学交联,粘弹性阻尼材料通过化学分子键与复合材料层合板实现了紧密结合,大大提升了共固化阻尼膜夹嵌复合材料的界面结合强度。（3）针对低温及高温环境下粘弹性材料不易硫化、使用寿命短的特点,根据树脂基体的固化工艺调整阻尼薄膜的硫化参数,提出使用半有效硫化体系及过氧化物硫化体系改善粘弹性材料的硫化特性,探索使用炭黑和白炭黑并用及甲基丙烯酸锌提升粘弹性材料的力学性能及耐高低温老化性能,完善了高低温共固化阻尼复合材料的共固化理论,实现了树脂基体与粘弹性材料界面间的化学结合,研究了共固化阻尼膜夹嵌复合材料阻尼性能及界面结合性能随材料参数的变化规律。（4）针对高分子材料在使用环境温度下损耗因子低、有效阻尼温域窄的特点,将正交试验法和高分子材料设计原理相结合,提出使用大粒径、高表面活性的添加剂作为粘弹性材料的补强体系,探索促进剂、硫化助剂及树脂硫化剂对粘弹性材料阻尼性能的影响规律,最终研制了高阻尼损耗峰值、宽有效阻尼温域的粘弹性阻尼材料,搭建了共固化阻尼膜夹嵌复合材料的自由振动衰减测试及模态测试模块,将测试结果与传统的阻尼复合材料进行对比,共固化阻尼膜夹嵌复合材料的阻尼性能得到了大幅度地提升。
胡燕琪[2]（2021）在《高速冲击下三维机织复合材料宏细观建模方法研究》文中提出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。
常保宁[3]（2020）在《碳纤维增强高性能热塑性复合材料本构模型与增材制造工艺研究》文中进行了进一步梳理以聚醚醚酮（Polyetheretherketone,PEEK）、聚酰胺（Polyamide,PA）为代表的高性能热塑性工程塑料及其碳纤维增强复合材料具有优异的力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能等,近年来在汽车工业、机械装备、电子电器和航空航天等领域得到广泛应用。短纤维增强和连续纤维增强是碳纤维增强复合材料的两种主要形式。短碳纤维（Shortcarbonfiber,SCF）增强复合材料易于成型加工复杂结构,加工技术也较为成熟,但其力学性能受到基体材料、纤维取向、微观结构、加工工艺和服役环境的影响较大,为准确表征其力学性能和相关制品的开发与应用研究带来了挑战。相对于短碳纤维增强复合材料,连续碳纤维（Continuous carbon fiber,CCF）增强热塑性复合材料能够更好的承受和传递载荷,充分发挥碳纤维的高强度特性,但其传统制造工艺需要昂贵的模具和热压罐等大型加工设备,成本高昂,并且难以制造复杂形状制品,亟需开发新型的连续碳纤维增强热塑性复合材料的低成本快速制备工艺。综上所述,本文针对碳纤维增强PEEK和PA热塑性复合材料的力学性能和制造工艺等问题开展研究,具体工作如下:（1）基于实验研究了高性能热塑性基体PEEK的准静态高低温单轴拉伸行为,系统分析了环境温度和应变速率对PEEK拉伸力学行为和变形特征的影响,并在此基础上建立了 PEEK的非线性粘弹性本构模型。研究结果表明,PEEK在屈服之前的非线性粘弹性拉伸响应会受到温度和应变速率的影响。随着温度的升高,PEEK的屈服应力和屈服应变急剧降低,弹性模量也有所降低。随着应变率升高,PEEK屈服应力和弹性模量有所升高。基于实验数据,建立了一种能够准确描述PEEK材料屈服前小应变阶段应力应变响应的唯象学非线性粘弹性本构模型,可以准确预测PEEK高低温拉伸的屈服前粘弹性阶段应力应变曲线。（2）实验研究了注塑成型短碳纤维增强聚醚醚酮（SCF/PEEK）复合材料的准静态单轴拉伸性能,分析了环境温度和纤维取向对SCF/PEEK复合材料力学性能的影响,并建立了考虑温度影响的SCF/PEEK复合材料本构模型。SCF/PEEK复合材料的拉伸性能呈现出明显的各向异性和温度依赖性,SCF/PEEK复合材料样品厚度方向存在“皮层-芯层-皮层”分层结构。在不同纤维取向条件下,拟合了拉伸强度随温度变化的关系,建立了考虑温度影响的SCF/PEEK复合材料唯象本构模型。基于第一部分PEEK高温力学性能的研究结果,采用细观力学均匀化方法,结合纤维取向分析,预测了不同位置和取向的SCF/PEEK复合材料在高温下的弹性模量和拉伸强度。（3）开发了新型连续碳纤维增强热塑性复合材料的增材制造工艺,结合激光和超声振动辅助手段,开发了改进的分层实体制造工艺。分别利用激光辅助分层实体制造（Laser assisted-Laminated object manufacturing,LA-LOM）和超声辅助分层实体制造（Ultrasonic assisted-Laminated object manufacturing,UA-LOM）工艺,制备 了不同纤维取向铺层设计CCF/PEEK和CCF/PA复合材料层合板,分析了工艺参数对材料性能的影响,并对热压前后的复合材料拉伸和弯曲等力学性能进行了测试,并与现有的增材制造技术制备的连续纤维增强复合材料力学性能进行了对比。研究结果表明,热压后处理可以显着增强LA-LOM工艺和UA-LOM工艺制备的连续碳纤维增强热塑性复合材料力学性能,本文制备的连续纤维增强热塑性复合材料具有较强的力学性能、较好的层间粘结和较低的孔隙率。基于细观力学方法和经典层合板理论,计算了层合板的拉伸弹性模量,计算结果与实验数值吻合较好。
周勇[4]（2020）在《蜂窝夹芯复合材料结构-阻尼性能研究及优化设计》文中研究指明相较于金属材料,蜂窝夹芯复合材料具有相对较高的阻尼性能、较低的体密度以及较高的比刚度和比强度,被广泛应用于航空航天、轨道交通、船舶、汽车及包装等质量敏感的领域。在蜂窝夹芯复合材料相对优异的性能中,阻尼性能在改善振动与噪声问题以提高舒适性以及在改善抗低速冲击与耐疲劳等性能以提高使用安全性方面起着重要作用。因此,探究蜂窝夹芯复合材料阻尼机理、改善其结构-阻尼性能有助于推进蜂窝夹芯复合材料在上述领域的应用。在分析蜂窝夹芯复合材料阻尼机理的基础之上,本文的目的是开展蜂窝夹芯复合材料阻尼处理方案的探索及优化设计,从而获得对蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能改进有指导意义的结构设计策略。蜂窝芯的基础阻尼参数是开展上述工作的重要基础。虽然蜂窝芯在工业中已有几十年的应用历史,却鲜有工作报道蜂窝芯的频率依赖的阻尼系数。蜂窝芯相对较软,难以自支撑,其频率依赖的阻尼值难以通过实验测试的方式直接获取。此外,蜂窝夹芯复合材料阻尼处理及优化设计所需的工作量大,采用纯实验的方法难于进行高效率的探究。随着计算机技术的迅速发展,数值计算方法打破了上述实验研究的局限性。基于此,本文采用了实验研究与数值计算相结合的方法,借助实验验证的有限元模型,同时结合比较成熟的优化算法,探究适用于蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能改进的策略。主要研究内容、结果及结论如下:首先,基于实验/数值混合法,由铝蒙皮/芳纶蜂窝夹芯结构的模态参数逆推获得不同规格蜂窝芯的频率依赖的横向剪切模量和阻尼系数。然后,通过对比不同蜂窝夹芯梁和蜂窝夹芯板的实测与计算模态参数来验证这些参数的可靠性。在此基础之上,开展相应的关键影响因素和阻尼机理的分析。对于蜂窝芯的横向剪切模量,结果显示其表现出较强的频率依赖性,随着频率的增加呈现近似对数函数的上升趋势。此外,关键影响因素（浸胶量及孔格边长）的分析结果表明:蜂窝芯横向剪切模量随着浸胶量（酚醛树脂厚度）的增加而快速提高,而孔格边长（体密度不变）对其影响却小得多。对蜂窝芯进行理想化假设,即假设酚醛树脂均布于芳纶纸两侧,推导得到的蜂窝芯横向剪切模量与其体密度呈现较好的线性相关性,该关系式的斜率取决于酚醛树脂的比剪切模量,与蜂窝芯的孔格边长无关。这意味着具有高比剪切模量酚醛树脂的蜂窝芯的横向剪切模量对其体密度更加敏感。蜂窝芯的横向剪切阻尼系数同样随着频率的增大呈近似对数函数的上升趋势。孔格边长相同、酚醛树脂厚度不同的蜂窝芯的阻尼系数对比显示:芳纶蜂窝芯的阻尼系数随着酚醛树脂厚度的增大而逐渐下降,但是下降的程度相对较小。体密度相同、孔格边长不同的蜂窝芯的阻尼系数对比表明:本文所探究的芳纶蜂窝芯中芳纶纸和酚醛树脂的阻尼值是相当的,而界面相的阻尼值则相对较大;此外,界面相在不同取向蜂窝芯形变中的能耗贡献差异是造成芳纶蜂窝芯的正交各向异性阻尼行为的重要原因。在获得上述实验验证后的蜂窝芯的横向剪切模量和阻尼参数之后,以数值计算为主,从结构（蜂窝芯取向、蒙皮取向、蜂窝芯与蒙皮厚度比和贯穿脱胶）以及材料的角度开展了蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能的关键影响因素分析。蜂窝芯取向对蜂窝夹芯复合材料的低阶弯曲和高阶扭转模态损耗因子有较大的影响（蜂窝芯取向从0°到90°,首阶弯曲模态损耗因子增加16.5%,第三阶扭转模态损耗因子减小12.8%）。相对于扭转模态,单向复合材料蒙皮的取向对蜂窝夹芯复合材料弯曲模态参数的影响相对较大,在取向角为30°时,蜂窝夹芯复合材料能够获得相对较高的弯曲模态损耗因子。当蜂窝芯与蒙皮厚度比为10～15时,所研究的蜂窝夹芯复合材料能够获得相对较优的综合性能。脱胶的出现提升了蜂窝夹芯复合材料的平均模态损耗因子并使其平均固有频率有所降低。值得注意的是,受具体的脱胶位置及模态振型的影响,平均模态损耗因子的提升幅度与脱胶程度并未表现出正相关的关系。整体而言,蜂窝夹芯复合材料的阻尼性能由各组分阻尼系数及应变能占比决定,在试样几何尺寸一定时,蒙皮与蜂窝芯的应变能占比进一步取决于形变中受力方向上蒙皮面内弹性模量与蜂窝芯横向剪切模量的差异。在明晰蜂窝芯及蜂窝夹芯复合材料的阻尼机理之后,分别以减振和脱胶识别为例直观展示了蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能（模态参数）的应用。已有较多文献报道了采用振动基的方法对夹芯结构进行脱胶识别。然而,上述工作的研究对象基本均为单侧脱胶的夹芯结构,且在脱胶定位和范围识别之前预先设定了脱胶出现在哪一侧（比如上蒙皮和蜂窝芯之间）。本文针对两侧脱胶的蜂窝夹芯复合材料,提出了下述的两步法脱胶识别策略:首先对自由边界下的蜂窝夹芯复合材料进行全局识别,对潜在的脱胶区域进行初步定位;然后在潜在脱胶区域边界上施加局部约束,从而迅速提高蜂窝夹芯结构的系统刚度,增大脱胶处蒙皮在整体模态振型中的相对振幅。结果显示:在假设不知脱胶出现在哪一侧的前提下,上述策略成功应用于复杂脱胶的识别中。在此基础之上,针对影响蜂窝夹芯结构振动响应的因素,分析了上述策略的适用范围。受复合材料层合结构的约束阻尼处理的启发,在探究蜂窝芯及蜂窝夹芯复合材料阻尼机理的基础之上,针对实验室自制的玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料（Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP）蜂窝芯,提出了在蜂窝芯内蜂窝壁界面粘接处插入粘弹性层的阻尼处理方案。基于实验验证了的有限元模型（其中,蜂窝芯采用实体单元进行细节化建模）,将蜂窝芯内阻尼处理方案与传统的蒙皮内插层阻尼处理方案进行了全面的对比,分析各自的优势、局限性及适用范围。对比结果显示:蜂窝芯内阻尼处理在较大的阻尼材料模量范围内均表现出相对较优的阻尼效果,而且能在附加阻尼层质量较小的前提下较大幅度地提升蜂窝夹芯复合材料的阻尼性能,这在对阻尼性能提升有迫切需要且对质量非常敏感的应用领域是一种很好的阻尼处理方案。不足之处是蜂窝芯内阻尼处理对蜂窝夹芯复合材料的力学性能影响相对较大,在用于对力学性能有较高要求的非内饰结构时,需要额外开展改变阻尼层分布密度等设计,以寻找阻尼性能提升与力学性能损失的平衡点。此外,阐述了上述两种阻尼处理方案对应阻尼效果有较大差异的深层次原因。针对上述的蜂窝芯内阻尼处理方案,采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,开展了蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能优化设计。然而,蜂窝芯内阻尼处理后的各阶固有频率及模态损耗因子的解析解难以直接推导获得,而数值计算所需的时间较长。因此,本文引入BP神经网络构建了 NSGA-Ⅱ所需的适应度函数。首先,基于训练好的BP神经网络获得了不同模量和厚度的阻尼层的应变能占比。结果显示:存在与不同模量阻尼材料相匹配的最佳阻尼处理厚度,在该厚度下,相应阻尼材料的应变能占比达到最大,意味着其阻尼效果得到了最大程度的发挥。以优选的阻尼层厚度及蜂窝壁内的GFRP取向为设计变量,针对力学性能通常要求不高的内饰结构,将附加阻尼层质量占比最小化和平均模态损耗因子最大化作为优化目标进行了优化设计。在阻尼层质量占比不超过2%时,相比于相同GFRP取向、未经阻尼处理的对照试样,优化后的蜂窝夹芯复合材料的平均模态损耗因子最高增加了 463.8%。在所得到的Pareto（帕累托）前沿中,发现阻尼层质量占比高于1.5%时,蜂窝夹芯复合材料的阻尼提升效率变得很小。针对力学性能通常要求较高的非内饰结构,首先对附加阻尼层质量占比进行约束（控制在1.5%以内）,将平均模态损耗因子和平均固有频率的最大化作为优化目标,得到了相应的帕累托最优解和帕累托前沿,为蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能的优化设计提供了指导。
李剑垒[5]（2020）在《动力电池接触片变形与失效行为分析》文中进行了进一步梳理随着当前环境污染问题日趋严峻,新能源汽车尤其是纯电动汽车发展迅猛。动力电池是电动汽车的重要核心部件,而动力电池接触片又是防止电池使用过程中热失控与压失控的重要安全部件。考虑到动力电池热失控与压失控均会造成严重后果,故积极开展动力电池接触片的相关研究,对提高动力电池与整车的安全性及使用寿命都有重要意义。首先为探究接触片材料的弹塑性性能,设计了各温度下的接触片材料MFX2铝合金的弹塑性拉伸试验。通过试验数据建立了MFX2铝合金的各向同性硬化多线性弹塑性本构,并对80℃下的铝合金本构进行缺口拉伸试验的验证。验证结果合理,证明了该弹塑性本构模型的有效性。将接触片的翻转压力与翻转位移分开讨论,分别就翻转压力的求解设计瞬时受压仿真分析;就接触片的翻转位移的求解设计模拟变形仿真分析。分别求得接触片室温下翻转压力为0.7MPa,接触片在室温下的翻转位移为1.52mm。然后借助已经测得的材料抗拉强度等数据,设计MFX2铝合金各温度下蠕变持久试验。通过试验数据建立了MFX2铝合金的蠕变本构,蠕变本构构型选择可描述材料蠕变第一与第二阶段的时间硬化-诺顿本构模型。对80℃下的铝合金蠕变本构进行缺口试验件蠕变试验的模拟验证,模拟曲线与试验曲线规律一致,证明了该蠕变本构模型的有效性。接着基于材料的弹塑性、蠕变本构与接触片的实体测绘数据建立接触片的有限元模型。为能分别独立研究讨论温度及载荷对接触片蠕变变形行为的影响,设计接触片的恒温恒载仿真试验。试验温度60、80、100℃,试验载荷水平0.1、0.2、0.3、0.4MPa;高温下接触片恒温恒载仿真试验温度150℃,试验载荷水平0.02、0.05、0.1MPa,模拟接触片在特定温度特定载荷下保压88000h的工作状态。试验完成得出结论:（1）温度与载荷的升高都会导致接触片的位移速率增加、接触片的翻转时刻提前、接触片的翻转速率增加、动力电池使用寿命的减少。（2）材料蠕变会严重影响接触片的变形以及失效,且影响程度会随着温度与载荷的增加而变大。最后为真实的模拟接触片在实际工作情况下载荷不断递增的受力工况,并预测不同温度下接触片的使用寿命与翻转压力,设计接触片的恒温变载仿真试验,试验温度60、80、100℃,试验载荷均为0～0.7MPa匀速加载。试验完成得出结论:（1）在60℃及以上环境温度下工作,接触片都会提前翻转导致动力电池的失效。（2）接触片起始翻转压力也会随着环境温度升高而降低.（3）因为蠕变变形导致的接触片提前翻转,动力电池的有效使用寿命随着温度升高,大幅度削减。
汪愿[6]（2020）在《GF/PP铆钉制备及热塑性复合材料铆接接头性能研究》文中研究指明本文以汽车轻量化为应用背景,在热塑性复合材料机械连接和熔融连接的基础上,研发了一种以GF/PP复合材料铆钉为紧固件的机械-熔融混合连接技术。先通过预浸带拉挤工艺制备出GF/PP杆;然后优化GF/PP杆端部热压工艺,制备出GF/PP铆钉单搭接接头,并确定GF/PP铆钉的最佳杆外伸量;在此基础上,将GF/PP铆钉与金属紧固件进行对比,研究采用GF/PP铆钉铆接的减重优势;采用ABAQUS有限元软件建立GF/PP铆钉单搭接接头拉伸剪切试验的有限元模型,分析了接头的连接机制及渐进损伤失效过程,为热塑性复合材料机械-熔融混合连接技术的实际应用提供参考和指导。（1）针对所采用的预浸带拉挤工艺,通过设计工艺装置和试验优化,制备了直径3mm、4mm和5mm的GF/PP杆。通过ANSYS有限元软件确定GF/PP杆拉挤模具长度,设计拉挤杆专用剪切夹具,以GF/PP杆的剪切强度和孔隙率为评价指标,采用正交试验获得了GF/PP杆的最佳拉挤工艺参数。结果表明:直径为3mm、4mm和5mm的GF/PP杆的加热模具和冷却模具长度分别为60mm、100mm和120mm时已能满足拉挤要求;若要使GF/PP杆的剪切试验误差控制在10%以内,应将剪切带宽带控制在0.1mm以内;优化后的拉挤工艺参数为预热温度155℃、加热模具温度215℃、拉挤速度1mm/s。（2）根据复合材料融接模型,确定GF/PP杆端部热压工艺参数并利用正交试验优化端部热压工艺,制备出GF/PP铆钉单搭接接头,采用端部拔脱试验和接头拉伸剪切试验研究分析铆钉的杆外伸量对接头连接性能的影响。结果表明:加热温度、压力和保温保压时间是影响GF/PP铆钉端部与连接板间粘接性能的主要因素;优化后的热压工艺参数为加热温度200℃、压力0.4MPa、保温保压时间60s;GF/PP铆钉的最佳杆外伸量随铆钉直径的增加而增加,结合接头的比拔脱载荷和比连接强度考虑,直径为3mm、4mm和5mm的GF/PP铆钉对应的最佳杆外伸量分别为9mm、11mm和15mm。（3）为分析GF/PP铆钉单搭接接头与金属紧固件单搭接接头失效载荷和破坏模式的差别,采用接头拉伸剪切试验将GF/PP铆钉与金属紧固件进行对比,并进一步研究了连接板厚度和铆钉直径对GF/PP铆钉连接性能及减重效率的影响。结果表明:由于GF/PP铆钉单搭接接头和铝制抽芯铆钉单搭接接头的最终失效模式为铆钉的破坏,而合金钢螺钉单搭接接头的最终失效模式为连接板的挤压失效,因此合金钢螺钉单搭接接头的连接载荷最高;虽然GF/PP铆钉单搭接接头的连接载荷随板厚和铆钉直径的增加而增加,但接头的比连接强度随板厚和铆钉直径的增加而下降;与合金钢螺钉相比,在连接板较薄的情况下,GF/PP铆钉的减重效率更高,接头处紧固件的质量最高可减轻81.4%,铆钉直径对其减重效率的影响较小;与铝制抽芯铆钉相比,在连接板较厚、铆钉直径较小的情况下,GF/PP铆钉的减重效率更高,接头处紧固件的质量最高可减轻73.9%。（4）采用ABAQUS有限元软件编写用户子程序VUMAT对GF/PP铆钉单搭接接头进行渐近损伤模拟,分析接头的连接机制及失效模式。模拟结果表明:随着板厚的增加,在拉伸剪切过程中,钉杆倾斜角度逐渐减小,铆钉受到的剪应力与拉应力之间的比率逐渐增大,当两者比率增大到一定数值时,接头的失效模式从铆钉端部与钉杆过渡处的拉伸-钉杆分层失效转变为钉杆剪切失效,并且由于推迟或阻止了铆钉端部与钉杆过渡处拉伸失效的发生,接头的连接载荷随板厚的增加而增加;铆钉端部cohesive单元的损伤面积随板厚的增加而减小,故在增加板厚的同时可将GF/PP铆钉的杆外伸量相应减小,从而进一步提升GF/PP铆钉的减重效率。
郭淼,丁新民,宁艳亭,孙未[7]（2020）在《一种具有极高屈强比的高强钢的室温蠕变特性》文中研究指明利用MTS万能试验机研究了屈强比为99. 7%的高强钢在不同加载应力条件下的室温蠕变行为,并对不同蠕变条件下的组织演变特征进行了分析。结果表明:在低于屈服强度的应力作用下,试验钢表现出明显的室温蠕变,且蠕变曲线呈现出以稳态阶段为主的双阶段室温蠕变特征。从蠕变曲线的拟合结果可知,曲线符合对数规律,并且蠕变速率随着蠕变时间的增加逐渐降低,其可相差两个数量级。在不同的室温蠕变条件下,该高强钢在室温蠕变过程中组织变化不明显,晶粒都以细小晶粒为主,多数为5μm以下,且晶界都是以15°以下的小角晶界为主,而大角晶界多集中于50°～60°。
张上达[8]（2019）在《碳纤维增强树脂基复合材料导热改性及机理研究》文中认为碳纤维增强树脂基复合材料由于其具有比强度高、耐化学腐蚀、热膨胀系数低和可设计性等优异的综合性能,在航空航天、舰船装备、高速列车、汽车制造等领域逐渐被广泛应用,被视为是新一代高性能轻质多功能材料的理想选择。然而,传统的单向碳纤维增强树脂基复合材料在厚度方向上普遍表现出较低的导热性能,这极大地限制了它们在热工况下的应用。因此,在不改变碳纤维增强树脂基复合材料结构完整性的前提下,提高碳纤维增强树脂基复合材料厚度方向的导热系数势在必行。本文采用了金属铜钉扎体强化和微纳米填料强化两种导热改性方法来提升碳纤维增强树脂基复合材料厚度方向的导热性能,研究表明复合材料厚度方向的导热性能提升明显,但会对其力学性能产生一定的削弱作用。当钉扎铜柱的体积分数为7.07%时,三相复合材料的导热性能增加到原碳纤维增强树脂基层合板的10倍,而复合材料的弹性模量下降到71%,极限强度下降到59%。基于金属铜钉扎体强化导热改性方法,提出了一种改进的理论预报模型,结果表明该预报模型与实验数据更为吻合。通过对恒温载荷下复合材料温度场的仿真分析,探究了钉扎体特征长度与排布形式对其导热性能的影响,并揭示了其导热改性的内在机理。此外,钉扎体导热强化复合材料力学性能的削弱主要缘于钉扎孔间的断裂性破坏。基于微纳米填料强化导热改性方法,对碳纤维预浸料表面预处理工艺进行了研究,并结合微纳米填料在复合材料中弥散分布状态,揭示了其导热改性的内在机理。考虑复合材料各组元整体分布状况、层内分布状况或热网络形成程度,提出了四种导热性能理论预报模型,对比发现整体热阻网络的并联模型预报与实验结果最为吻合。此时,分层破坏的出现成为导致复合材料力学性能下降的主要原因。综上,两种导热改性方法可以较好地实现材料承载与导热性能的协调,但预计仍可以通过材料表面金属镀层处理或填料亲和性预处理来实现综合性能的再提升,更好地满足材料力-热一体化应用需求。
罗佳佳[9]（2019）在《短纤维增强碳纤维/钢复合结构Ⅱ型断裂性能研究》文中提出碳纤维增强复合材料具有轻质高强、易于成型、抗腐蚀性和抗疲劳性能好、施工方便等优点,已越来越广泛用于钢结构加固中。然而,粘接层是碳纤维/钢复合结构的承载薄弱环节,如何提高粘结层强度一直是学者们研究的重点。本论文通过刻槽和喷砂表面处理技术粗糙化钢表面,并基于短纤维桥联增强机理,通过自制芳纶短纤维薄膜、碳纳米管预处理溶液技术及两者混合使用增强碳纤维/钢复合结构粘结层,设计了试验夹具,通过拉伸试验研究了各粘结层结构的失效机理,并测试获得各粘接界面的粘结/滑移本构模型,通过有限元分析与试验对比验证了本构模型的合理性。主要研究内容如下:（1）利用表面刻槽技术粗糙化钢表面,结合碳纤维（0°/90°）表面编制纹路形成的微观形貌,通过自制的芳纶短纤维薄膜,并利用表面润湿技术使芳纶纤维薄膜有效掺入树脂粘结层,通过加压固化制备了碳纤维/刻槽钢复合结构,静载剪切拉伸试验结果表明,由于芳纶短纤维分别嵌入刻槽钢和碳纤维表面,芳纶纤维的桥联作用实现了界面层和粘结层的“结构”增强,平均载荷值为5.8kN,断裂能为1.85N/mm,并测试获得该粘结层结构的本构模型;（2）针对芳纶纤维薄膜增强碳纤维/刻槽钢复合结构时,芳纶短纤维无法嵌入刻槽底部,因此采用碳纳米管预处理溶液对钢表面进行预处理,制备芳纶短纤维/碳纳米管混合结构增强碳纤维/刻槽钢复合结构,静载剪切拉伸试验结果表明,粘接失效模式主要为界面失效,部分试件出现碳纤维板的分层失效,说明碳纳米管可以进一步提高粘接强度,平均载荷值为8.43kN,断裂能为2.37N/mm,并测试获得该粘结层结构的本构模型;（3）利用表面喷砂技术粗糙化钢表面,通过碳纳米管预处理溶液对钢表面进行预处理,制备了碳纳米管增强碳纤维/喷砂钢复合结构,静载剪切拉伸试验结果表明,粘接界面失效模式主要为粘接层失效,平均载荷值为3.49kN,断裂能为0.338N/mm,并测试获得该粘结层结构的本构模型;（4）基于测试获得的三种粘结层结构本构模型,利用ABAQUS有限元软件仿真模拟了三种不同粘结层结构的碳纤维/钢复合结构ENF试验,并与试验测试结果对比,结果表明载荷/位移曲线的仿真结果与试验测试较一致,验证了仿真模型的合理性,并基于有限元仿真分析,研究了粘接层失效过程中应力分布规律。
王利民,张广洲,姚辉,邓静伟,陈威霖,韩小涛[10]（2018）在《金属材料的抗蠕变机理及方法综述》文中研究说明本文分析了传统金属材料抗蠕变性能的不足以及研制抗蠕变性能优良的金属材料的必要性。通过分析影响蠕变的因素,得出蠕变温度和蠕变应力能够影响蠕变行为,而析出相又是影响蠕变行为的关键因素这一结论。综述了固溶强化、析出强化、弥散强化和晶界强化等几种提高材料抗蠕变性能的方法及机理,列举了几种常见的蠕变试验方法。最后展望了抗蠕变金属材料广泛的应用前景。
二、双剪切试样用于短纤维金属基复合材料的蠕变响应研究（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、双剪切试样用于短纤维金属基复合材料的蠕变响应研究（论文提纲范文）
（1）共固化阻尼膜夹嵌复合材料研制及界面结合机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 共固化复合材料工艺及其性能表征 |
| 1.2.2 共固化复合材料阻尼薄膜的研究现状 |
| 1.2.3 共固化复合材料树脂的研究现状 |
| 1.2.4 复合材料界面性能研究现状 |
| 1.2.5 解决关键问题 |
| 1.3 技术路线及章节安排 |
| 1.3.1 技术路线 |
| 1.3.2章节安排 |
| 第2章 酚醛树脂基80℃低温共固化阻尼复合材料的研制与阻尼性能 |
| 2.1 粘弹性阻尼材料的组分设计 |
| 2.1.1 共固化机理 |
| 2.1.2 硫化体系 |
| 2.1.3 正交试验法设计粘弹性材料组分 |
| 2.2 粘弹性材料的加工工艺 |
| 2.3 粘弹性材料的性能表征 |
| 2.3.1 粘弹性材料的硫化特性 |
| 2.3.2 粘弹性材料的邵氏硬度 |
| 2.3.3 粘弹性材料的阻尼性能 |
| 2.4 低温共固化阻尼复合材料的制备 |
| 2.4.1 粘弹性材料的溶解 |
| 2.4.2 复合材料的成型 |
| 2.5 低温共固化阻尼复合材料的性能表征 |
| 2.5.1 复合材料的阻尼性能 |
| 2.5.2 复合材料的动力学性能 |
| 2.5.3 复合材料的界面结合性能 |
| 2.6 低温共固化阻尼复合材料的界面结合机理表征 |
| 2.6.1 微观结构表征 |
| 2.6.2 热力学相容性表征 |
| 2.6.3 X射线光电子能谱表征 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 氨酚醛树脂基165℃中温共固化阻尼复合材料的研制与界面结合机理 |
| 3.1 丁腈橡胶的组分设计原理 |
| 3.2 丁腈橡胶的加工工艺 |
| 3.3 丁腈橡胶的性能表征 |
| 3.3.1 丁腈橡胶的硫化特性 |
| 3.3.2 丁腈橡胶的拉伸性能 |
| 3.3.3 丁腈橡胶的阻尼性能 |
| 3.4 氨酚醛树脂基中温共固化阻尼复合材料的制备 |
| 3.4.1 丁腈橡胶的溶解 |
| 3.4.2 复合材料的成型 |
| 3.5 氨酚醛树脂基中温共固化阻尼复合材料的性能表征 |
| 3.5.1 复合材料的静态力学性能 |
| 3.5.2 复合材料的阻尼性能 |
| 3.5.3 复合材料的界面结合性能 |
| 3.6 氨酚醛树脂基中温共固化阻尼复合材料的界面结合机理表征 |
| 3.6.1 表面粗糙度分析 |
| 3.6.2 热力学相容性分析 |
| 3.6.3 光学显微镜分析 |
| 3.6.4 傅里叶红外光谱分析 |
| 3.6.5 X射线光电子能谱分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 环氧树脂基140℃中温共固化阻尼复合材料的研制与性能研究 |
| 4.1 溴化丁基橡胶的组分设计 |
| 4.1.1 共固化机理 |
| 4.1.2 硫化体系 |
| 4.1.3 正交试验法设计溴化丁基橡胶组分 |
| 4.2 溴化丁基橡胶的加工工艺 |
| 4.3 溴化丁基橡胶的性能表征 |
| 4.3.1 溴化丁基橡胶的硫化特性 |
| 4.3.2 溴化丁基橡胶的拉伸性能 |
| 4.3.3 溴化丁基橡胶的撕裂性能 |
| 4.3.4 溴化丁基橡胶的阻尼性能 |
| 4.4 环氧树脂基中温共固化阻尼复合材料的制备 |
| 4.4.1 溴化丁基橡胶的溶解 |
| 4.4.2 复合材料的成型 |
| 4.5 环氧树脂基中温共固化阻尼复合材料的性能表征 |
| 4.5.1 复合材料的阻尼性能 |
| 4.5.2 复合材料的隔声性能 |
| 4.5.3 复合材料的界面结合性能 |
| 4.6 环氧树脂基中温共固化阻尼复合材料的界面结合机理表征 |
| 4.6.1 热力学相容性分析 |
| 4.6.2 微观结构分析 |
| 4.6.3 傅里叶红外光谱分析 |
| 4.6.4 X射线光电子能谱分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 双马树脂基230℃高温共固化阻尼复合材料的研制及力学性能研究 |
| 5.1 氟橡胶的组分设计 |
| 5.1.1 共固化机理 |
| 5.1.2 硫化体系 |
| 5.1.3 正交试验法设计氟橡胶组分 |
| 5.2 氟橡胶的加工工艺 |
| 5.3 氟橡胶的性能表征 |
| 5.3.1 氟橡胶的硫化特性 |
| 5.3.2 氟橡胶的邵氏硬度 |
| 5.3.3 氟橡胶的耐老化性能 |
| 5.3.4 氟橡胶的阻尼性能 |
| 5.3.5 氟橡胶的Payne效应 |
| 5.3.6 氟橡胶的热稳定性 |
| 5.4 双马树脂基高温共固化阻尼复合材料的制备 |
| 5.4.1 氟橡胶的溶解 |
| 5.4.2 复合材料的成型 |
| 5.5 双马树脂基高温共固化阻尼复合材料的性能表征 |
| 5.5.1 复合材料的力学性能 |
| 5.5.2 复合材料的阻尼性能 |
| 5.5.3 复合材料的模态性能 |
| 5.5.4 复合材料的界面结合性能 |
| 5.6 双马树脂基高温共固化阻尼复合材料的界面结合机理表征 |
| 5.6.1 微观结构分析 |
| 5.6.2 傅里叶红外光谱分析 |
| 5.6.3 X射线光电子能谱分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及科研工作 |
| 致谢 |
（2）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 |
（3）碳纤维增强高性能热塑性复合材料本构模型与增材制造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关工作研究进展 |
| 1.2.1 热塑性工程塑料本构模型 |
| 1.2.2 短纤维复合材料力学性能 |
| 1.2.3 连续碳纤维热塑性复合材料增材制造 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 聚醚醚酮高低温拉伸力学性能与本构模型研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 实验结果与模型预测 |
| 2.3.1 PEEK高低温拉伸的粘弹性响应 |
| 2.3.2 非线性粘弹性本构模型 |
| 2.3.3 考虑温度影响的模型参数 |
| 2.3.4 预测与验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 短碳纤维增强聚醚醚酮复合材料各向异性与高温力学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 主要实验材料 |
| 3.2.2 拉伸实验 |
| 3.2.3 微观形貌 |
| 3.2.4 热分析 |
| 3.3 实验结果与模型预测 |
| 3.3.1 SCF/PEEK复合材料拉伸性能 |
| 3.3.2 复合材料平板的边缘效应 |
| 3.3.3 模流方向影响 |
| 3.3.4 温度影响 |
| 3.3.5 本构模型 |
| 3.3.6 模量与强度预测 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 连续纤维热塑性复合材料分层实体制造工艺与力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 连续碳纤维增强PEEK复合材料激光辅助增材制造工艺与力学性能 |
| 4.2.1 试样常制备与测试表征 |
| 4.2.2 工艺参数影响 |
| 4.2.3 弯曲性能 |
| 4.2.4 拉伸性能 |
| 4.2.5 微观结构表征 |
| 4.3 连续碳纤维增强PA复合材料超声辅助增材制造工艺与力学性能 |
| 4.3.1 试样制备与测试表征 |
| 4.3.2 工艺参数的影响 |
| 4.3.3 弯曲性能 |
| 4.3.4 拉伸性能 |
| 4.3.5 层间剪切强度 |
| 4.3.6 微观结构表征 |
| 4.4 增材制造的连续纤维复合材料层合板弹性模量预测 |
| 4.4.1 单层复合材料性能计算的细观力学方法 |
| 4.4.2 层合板刚度计算 |
| 4.4.3 复合材料层合板宏观弹性模量预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）蜂窝夹芯复合材料结构-阻尼性能研究及优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能研究进展 |
| 1.2.1 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能实验研究 |
| 1.2.2 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能解析和数值计算研究 |
| 1.2.3 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能应用研究 |
| 1.3 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能改进研究进展 |
| 1.3.1 主要基于干摩擦和振荡效应的结构-阻尼性能改进研究 |
| 1.3.2 主要基于分子内摩擦的结构-阻尼性能改进研究 |
| 1.3.3 基于分子内摩擦和干摩擦的结构-阻尼性能改进研究 |
| 1.4 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能优化设计 |
| 1.5 论文研究内容和主要创新点 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 主要创新点 |
| 第二章 蜂窝夹芯复合材料的制备与基础性能测试 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及试样制备 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 试样制备 |
| 2.3 芳纶蜂窝芯的形貌表征 |
| 2.4 基础性能测试 |
| 2.4.1 密度测试 |
| 2.4.2 基础力学性能测试 |
| 2.4.3 动态力学分析 |
| 2.4.4 振动测试 |
| 2.4.4.1 振动测试在结构件频率依赖的力学参数获取中的应用 |
| 2.4.4.2 振动测试在结构件模态振型获取中的应用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 蜂窝芯基础力学及阻尼参数的获取与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论基础及有限元模型 |
| 3.2.1 蜂窝夹芯复合材料的阻尼计算理论 |
| 3.2.2 蜂窝夹芯复合材料的模态应变能计算的有限元模型 |
| 3.2.3 蜂窝芯的频率依赖的阻尼参数获得 |
| 3.3 蜂窝芯阻尼性能关键影响因素分析 |
| 3.3.1 试样尺寸的确定 |
| 3.3.2 蜂窝芯酚醛树脂厚度的影响 |
| 3.3.2.1 蒙皮材料的基础力学及阻尼性能 |
| 3.3.2.2 酚醛树脂厚度对蜂窝芯横向剪切模量的影响 |
| 3.3.2.3 酚醛树脂厚度对蜂窝芯阻尼性能的影响 |
| 3.3.2.4 蜂窝芯的横向剪切模量及阻尼系数准确性的验证 |
| 3.3.3 蜂窝芯孔格边长的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能研究与应用分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能的关键影响因素分析 |
| 4.2.1 结构因素的分析 |
| 4.2.1.1 蜂窝取向的影响 |
| 4.2.1.2 单向复合材料蒙皮取向的影响 |
| 4.2.1.3 蜂窝芯与蒙皮厚度比的影响 |
| 4.2.1.4 蜂窝芯与蒙皮界面脱胶的影响 |
| 4.2.2 材料因素的分析 |
| 4.3 蜂窝夹芯复合材料结构-阻尼性能(模态参数)的应用分析 |
| 4.3.1 蜂窝夹芯复合材料的振幅衰减 |
| 4.3.2 基于蜂窝夹芯复合材料模态参数改变的脱胶缺陷识别 |
| 4.3.2.1 试样制备与振动测试 |
| 4.3.2.2 脱胶识别的理论依据及有限元模型 |
| 4.3.2.3 没有局部约束的脱胶识别 |
| 4.3.2.4 有局部约束的脱胶识别 |
| 4.3.2.5 有限元模型的验证 |
| 4.3.2.6 ULS曲率法在蜂窝夹芯复合材料脱胶识别中的适用范围 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能改进研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 阻尼处理对蜂窝夹芯复合材料的影响及有限元模型验证 |
| 5.2.1 蜂窝夹芯复合材料的制备与性能测试 |
| 5.2.1.1 蜂窝夹芯复合材料的制备 |
| 5.2.1.2 蜂窝夹芯复合材料的性能测试 |
| 5.2.2 蜂窝夹芯复合材料的有限元模型 |
| 5.2.3 阻尼处理对蜂窝夹芯复合材料的抗低速冲击性能的影响 |
| 5.2.4 阻尼处理对蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能的影响 |
| 5.2.4.1 蜂窝夹芯复合材料主要组分的阻尼参数 |
| 5.2.4.2 阻尼处理对蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能的影响 |
| 5.3 阻尼处理效果的关键影响因素及阻尼处理方法的应用范围分析 |
| 5.3.1 阻尼层厚度及模量 |
| 5.3.2 阻尼层处理密度 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 蜂窝夹芯复合材料的结构-阻尼性能优化设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 BP神经网络在蜂窝夹芯复合材料模态参数计算中的应用 |
| 6.2.1 BP神经网络的训练及验证 |
| 6.2.2 蜂窝芯内阻尼处理中阻尼层模量及其厚度的最佳匹配分析 |
| 6.3 基于NSGA-Ⅱ的蜂窝夹芯复合材料结构-阻尼性能的优化设计 |
| 6.3.1 蜂窝夹芯复合材料阻尼性能的优化 |
| 6.3.2 蜂窝夹芯复合材料结构-阻尼性能的优化 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
（5）动力电池接触片变形与失效行为分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 方形铝壳动力电池的研究现状 |
| 1.2.2 屈曲失稳的研究现状 |
| 1.2.3 蠕变的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 接触片受压屈曲及稳定性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构屈曲与稳定性理论 |
| 2.2.1 屈曲理论及其分类 |
| 2.2.2 稳定性判定方法 |
| 2.3 MFX2 铝合金拉伸试验 |
| 2.3.1 MFX2 铝合金拉伸试验设计 |
| 2.3.2 MFX2 铝合金拉伸试验结果分析 |
| 2.4 MFX2 弹塑性本构的建立与验证 |
| 2.4.1 弹塑性本构模型的建立 |
| 2.4.2 弹塑性本构模型的验证 |
| 2.5 接触片屈曲失稳仿真分析 |
| 2.5.1 几何建模 |
| 2.5.2 接触片瞬时受压仿真分析 |
| 2.5.3 接触片模拟变形仿真分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 MFX2 铝合金蠕变本构的建立与验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 蠕变理论与模型 |
| 3.2.1 蠕变机理 |
| 3.2.2 蠕变理论 |
| 3.2.3 蠕变本构模型 |
| 3.3 MFX2 铝合金蠕变试验 |
| 3.3.1 MFX2 铝合金光滑蠕变试验设计 |
| 3.3.2 MFX2 铝合金蠕变试验结果分析 |
| 3.4 MFX2 铝合金蠕变本构的建立 |
| 3.5 MFX2 铝合金高温缺口蠕变试验 |
| 3.5.1 高温缺口蠕变试验设计 |
| 3.5.2 高温缺口蠕变试验结果分析 |
| 3.6 MFX2 铝合金蠕变本构验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 接触片全寿命期内受压仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 接触片恒温恒载仿真分析 |
| 4.2.1 恒温恒载仿真试验设计 |
| 4.2.2 有限元模型的建立 |
| 4.2.3 恒温恒载仿真试验结果分析 |
| 4.2.4 高温下接触片恒温恒载仿真试验分析 |
| 4.3 接触片恒温变载仿真分析 |
| 4.3.1 恒温变载仿真试验设计 |
| 4.3.2 有限元模型的建立 |
| 4.3.3 恒温变载仿真试验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）GF/PP铆钉制备及热塑性复合材料铆接接头性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 汽车轻量化 |
| 1.1.2 聚丙烯基复合材料在汽车上的应用 |
| 1.2 热塑性复合材料连接技术 |
| 1.2.1 复合材料熔融连接技术 |
| 1.2.2 复合材料胶接技术 |
| 1.2.3 复合材料机械连接技术 |
| 1.3 热塑性复合材料连接技术研究现状 |
| 1.3.1 熔融连接技术研究现状 |
| 1.3.2 胶接技术研究现状 |
| 1.3.3 金属紧固件连接技术研究现状 |
| 1.3.4 复合材料紧固件连接技术研究现状 |
| 1.4 课题研究意义及主要内容 |
| 1.5 课题创新点 |
| 第二章 GF/PP杆拉挤工艺及性能研究 |
| 2.1 试验原料及设备 |
| 2.2 GF/PP杆的制备流程及模具设计 |
| 2.2.1 GF/PP杆的制备流程 |
| 2.2.2 模具设计 |
| 2.3 GF/PP杆拉挤工艺优化方案 |
| 2.4 GF/PP杆的测试方法 |
| 2.4.1 剪切测试 |
| 2.4.2 孔隙率测试 |
| 2.5 试验结果分析与验证 |
| 2.5.1 试验结果分析 |
| 2.5.2 试验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 GF/PP铆钉单搭接接头的制备及试验 |
| 3.1 GF/PP铆钉单搭接接头制备工艺 |
| 3.1.1 试验原料及设备 |
| 3.1.2 试样制备 |
| 3.1.3 正交试验 |
| 3.1.4 试验结果分析与验证 |
| 3.2 最佳杆外伸量的确定 |
| 3.2.1 拔脱试验 |
| 3.2.2 拉伸剪切试验 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 GF/PP铆钉连接与金属紧固件连接的对比研究 |
| 4.1 试验原料及设备 |
| 4.2 试样制备 |
| 4.3 试验方案 |
| 4.4 试验结果及分析 |
| 4.4.1 三种单搭接接头的载荷-位移曲线对比 |
| 4.4.2 板厚对GF/PP铆钉单搭接接头性能的影响 |
| 4.4.3 铆钉直径对GF/PP铆钉单搭接接头性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 GF/PP铆钉单搭接接头渐近损伤模拟分析 |
| 5.1 接头拉伸剪切载荷下的渐近损伤失效分析 |
| 5.1.1 失效准则的确定 |
| 5.1.2 退化模型的确定 |
| 5.1.3 ABAQUS求解器及子程序的确定 |
| 5.1.4 内聚力模型 |
| 5.2 模型的建立 |
| 5.3 参数的确定 |
| 5.4 模拟结果及分析 |
| 5.4.1 模型I |
| 5.4.2 模型II |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）一种具有极高屈强比的高强钢的室温蠕变特性（论文提纲范文）
| 1 试验材料与方法 |
| 2 试验结果与分析 |
| 2.1 高强钢的微观组织特征及室温拉伸性能 |
| 2.2 室温蠕变特征 |
| 2.3 不同室温蠕变条件下的组织特征 |
| 3 结论 |
（8）碳纤维增强树脂基复合材料导热改性及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 导热改性复合材料研究现状 |
| 1.2.1 高性能母材导热改性研究 |
| 1.2.2 高导热微纳米填料导热改性研究 |
| 1.2.3 高导热纤维编织导热改性研究 |
| 1.2.4 目前研究中存在的问题 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 导热改性复合材料有限元分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 有限元热分析 |
| 2.2.1 热分析控制方程 |
| 2.2.2 热分析单元 |
| 2.3 复合材料温度场分析 |
| 2.3.1 碳纤维层合板温度场分析 |
| 2.3.2 钉扎体强化层合板温度场分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 金属钉扎体强化导热改性复合材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复合材料制备 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 制备工艺 |
| 3.3 复合材料性能测试 |
| 3.3.1 导热性能测试 |
| 3.3.2 基本力学性能测试 |
| 3.3.3 钉扎体界面结合力测试 |
| 3.3.4 红外热像温度场监测 |
| 3.4 导热性能分析 |
| 3.4.1 导热性能理论预报 |
| 3.4.2 钉扎体含量对三相复合材料导热性能的影响 |
| 3.4.3 复合材料温度场分析 |
| 3.5 力学性能分析 |
| 3.5.1 拉伸性能 |
| 3.5.2 剪切性能 |
| 3.5.3 钉扎体与碳纤维层合板的结合力 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 微纳米填料强化导热改性复合材料 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 复合材料制备 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 制备工艺 |
| 4.3 复合材料性能测试 |
| 4.3.1 导热性能测试 |
| 4.3.2 拉伸性能测试 |
| 4.3.3 密度测量 |
| 4.4 复合材料导热系数理论预报 |
| 4.4.1 碳纤维预浸料导热系数 |
| 4.4.2 整体热阻网络预报模型 |
| 4.4.3 局部热阻网络预报模型 |
| 4.4.4 导热填料链预报模型 |
| 4.5 实验结果与讨论 |
| 4.5.1 碳纤维预浸料的表面预处理 |
| 4.5.2 复合材料厚度方向导热性能分析 |
| 4.5.3 复合材料拉伸性能分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 |
（9）短纤维增强碳纤维/钢复合结构Ⅱ型断裂性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 碳纤维/钢增强界面研究现状 |
| 1.3 碳纤维/钢复合结构本构模型研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第二章 碳纤维/钢复合结构粘接机理、内聚力模型及试样制备 |
| 2.1 碳纤维/钢复合结构粘接机理 |
| 2.2 碳纤维/钢复合结构的失效模式 |
| 2.3 内聚力模型理论 |
| 2.4 粘接滑移模型 |
| 2.4.1 粘接分离模型和混合模式内聚力法则 |
| 2.5 现有的粘接滑移模型 |
| 2.5.1 Teng团队提出的粘接滑移模型 |
| 2.5.2 Fawzia等人提出的粘接滑移模型 |
| 2.5.3 Fernando团队提出的粘接滑移模型 |
| 2.5.4 Dehghani提出的粘接滑移模型 |
| 2.6 试件制备 |
| 2.6.1 实验材料 |
| 2.6.2 试件制作过程 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 碳纤维/钢复合结构的II型本构滑移模型测试 |
| 3.1 试验设备和加载 |
| 3.2 加载过程和失效模式分析 |
| 3.2.1 加载过程 |
| 3.2.2 界面失效现象和类型 |
| 3.3 碳纤维应变分布 |
| 3.4 粘接界面粘接/滑移关系 |
| 3.4.1 粘接滑移关系原理 |
| 3.4.2 粘接滑移关系 |
| 3.5 碳纤维/钢粘接滑移模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 碳纤维/钢复合结构ENF仿真分析 |
| 4.1 有限元建模 |
| 4.1.1 试件尺寸 |
| 4.1.2 材料属性设置 |
| 4.1.3 有限元建模 |
| 4.2 结果分析 |
| 4.2.1 复合结构刚度分析 |
| 4.2.2 复合结构强度分析 |
| 4.2.3 粘接层应力分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）金属材料的抗蠕变机理及方法综述（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 影响蠕变的因素 |
| 2 抗蠕变方法 |
| 2.1 固溶强化 |
| 2.2 析出强化 |
| 2.3 弥散强化 |
| 2.4 晶界强化 |
| 3 蠕变试验 |
| 4 抗蠕变金属材料的应用与展望 |
四、双剪切试样用于短纤维金属基复合材料的蠕变响应研究（论文参考文献）
- [1]共固化阻尼膜夹嵌复合材料研制及界面结合机理[D]. 郑长升. 青岛理工大学, 2021
- [2]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)
- [3]碳纤维增强高性能热塑性复合材料本构模型与增材制造工艺研究[D]. 常保宁. 大连理工大学, 2020
- [4]蜂窝夹芯复合材料结构-阻尼性能研究及优化设计[D]. 周勇. 山东大学, 2020(04)
- [5]动力电池接触片变形与失效行为分析[D]. 李剑垒. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [6]GF/PP铆钉制备及热塑性复合材料铆接接头性能研究[D]. 汪愿. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [7]一种具有极高屈强比的高强钢的室温蠕变特性[J]. 郭淼,丁新民,宁艳亭,孙未. 金属热处理, 2020(03)
- [8]碳纤维增强树脂基复合材料导热改性及机理研究[D]. 张上达. 长春工业大学, 2019(09)
- [9]短纤维增强碳纤维/钢复合结构Ⅱ型断裂性能研究[D]. 罗佳佳. 长安大学, 2019(01)
- [10]金属材料的抗蠕变机理及方法综述[J]. 王利民,张广洲,姚辉,邓静伟,陈威霖,韩小涛. 材料导报, 2018(S1)