具有強(qiáng)度控制功能的SMA纖維復(fù)合材料試件的制備方法研究.pdf

1、形狀記憶合金(SMA)作為一種智能材料,具有形狀記憶效應(yīng)和超彈性,可以當(dāng)作傳感器和驅(qū)動(dòng)器來(lái)使用。將SMA纖維復(fù)合于金屬或環(huán)氧樹(shù)脂基體中形成SMA智能復(fù)合材料,其材料的性能例如模量、強(qiáng)度、阻尼等可以隨著SMA智能復(fù)合材料纖維的溫度的改變而改變。
　　 本文以制作出擁有強(qiáng)度控制功能并且具有工程實(shí)用價(jià)值的SMA復(fù)合材料構(gòu)件主要目的。結(jié)合熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流的理論,推導(dǎo)出SMA環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的圓柱模型中SMA纖維表面溫度與通電電流之間的關(guān)系

2、,解決了環(huán)氧樹(shù)脂基體中SMA纖維在加熱過(guò)程中溫度不易測(cè)得的問(wèn)題。利用直流電源加熱的方式對(duì)SMA纖維的回復(fù)力特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究,NiTi形狀記憶合金纖維受限回復(fù)的應(yīng)力高達(dá)747MPa。
　　 本文對(duì)SMA環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的手工制作方案和制備工藝進(jìn)行了研究,利用PVC塑料片做模具可以保證試件的表面光滑,用泡沫塑料板做兩端的堵頭既可以用來(lái)固定纖維又可以防止樹(shù)脂沿著纖維與堵頭的縫隙漏出。設(shè)計(jì)制作的纖維固定裝置可以限制預(yù)應(yīng)變SMA纖維在

3、高溫固化的過(guò)程中回復(fù)。采用本方案制作出的試件質(zhì)量可靠,力學(xué)性能穩(wěn)定。
　　 高預(yù)應(yīng)變的SMA纖維可以提供較大的回復(fù)力,然而,高預(yù)應(yīng)變的SMA纖維在回復(fù)的過(guò)程中會(huì)對(duì)周?chē)w產(chǎn)生很大的剪力,破壞纖維與基體之間的界面性能。因此,本文對(duì)不同預(yù)應(yīng)變的SMA纖維復(fù)合材料試件在通電加熱的條件下進(jìn)行了拉伸試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)合材料試件的拉伸強(qiáng)度隨著SMA預(yù)應(yīng)變的增大而增加,復(fù)合材料試件脫膠時(shí)的應(yīng)變隨著SMA預(yù)應(yīng)變的增大而減小。