GFRP在海水環(huán)境下的性能演變規(guī)律與壽命預(yù)測(cè)模型.pdf

1、GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic，GFRP)是目前世界上產(chǎn)量最大、用途最廣的樹(shù)脂基復(fù)合材料，但GFRP受海水環(huán)境影響的耐久性研究資料還比較少，GFRP在海水環(huán)境下的性能演變規(guī)律和腐蝕壽命預(yù)測(cè)成為各國(guó)復(fù)合材料領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。
　　本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，整理歸納了GFRP在海水環(huán)境下的腐蝕基礎(chǔ)理論，分析了GFRP發(fā)生腐蝕的形式和歷程以及腐蝕數(shù)據(jù)處理的基本方法；模擬海水環(huán)境，研

2、究了樹(shù)脂澆鑄體和GFRP的吸濕特性；對(duì)GFRP在不同介質(zhì)鹽度下拉伸性能、彎曲性能、抗沖擊性能和巴士硬度的演變規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)探索；通過(guò) SEM觀察分析了材料表觀狀況、微觀結(jié)構(gòu)的變化；根據(jù)腐蝕動(dòng)力學(xué)方程、高分子物理、高分子化學(xué)相關(guān)理論，建立腐蝕壽命預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c理論模型；考慮濕、熱雙因素協(xié)同作用，推導(dǎo)了GFRP在濕熱環(huán)境下的本構(gòu)方程。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明，樹(shù)脂基體的吸濕行為可用Fick第二擴(kuò)散定律進(jìn)行描述，隨著介質(zhì)鹽度的增大，濕致擴(kuò)散系

3、數(shù)下降，樹(shù)脂在低濃度下吸濕與一維擴(kuò)散相似，高濃度吸濕符合三維擴(kuò)散的反Jardon函數(shù)；GFRP的吸濕呈現(xiàn)“兩階段吸濕”規(guī)律，第1階段的濕致擴(kuò)散系數(shù)大于第2階段的濕致擴(kuò)散系數(shù)，其在第1階段的吸濕符合三維擴(kuò)散Jardon函數(shù)，第2階段的吸濕卻與一維擴(kuò)散相似；拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和巴士硬度均呈現(xiàn)總體下降但有起伏的趨勢(shì)；隨著腐蝕條件加重，GFRP的表層樹(shù)脂由于腐蝕而脫落，纖維/樹(shù)脂基體界面脫粘；斷口形貌分析表明GFRP腐蝕后基體和纖維均