復合材料時變濕熱粘彈性性能預測.pdf

1、高聚物基復合材料在高溫高濕環(huán)境下將表現(xiàn)出明顯的粘彈性性能，并且對濕、熱環(huán)境的變化敏感。溫度和濕度的變化不僅引起材料濕、熱變形，還引起材料性質的變化。由于其具有高比強度和比剛度等優(yōu)點，高聚物基復合材料在航空航天和微電子元件封裝等高技術領域有廣泛應用，并且溫度和濕度環(huán)境常隨時間變化。研究溫度和濕度隨時間變化的復合材料粘彈性性能具有重要的研究價值。目前，有關復合材料濕熱粘彈性性能的研究主要是考慮在某一時刻強度下降，基于細觀力學的數(shù)值和理論分析

2、方法預測整個時域的濕熱粘彈性性質變得尤為重要。因此本文主要對這一問題進行了較詳細的探討和研究。具體工作如下： 1．基于均勻化理論，研究了溫度隨時間變化的情況下，熱流變簡單材料基體和彈性纖維增強單向纖維復合材料熱粘彈性分析的多尺度分析方法，建立了含熱膨脹的單向纖維復合材料溫變粘彈性本構關系的形式，以及粘彈性松弛模量和熱膨脹系數(shù)的預測方法，給出了熱流變簡單材料基體單向纖維復合材料的粘彈性松弛模量和膨脹系數(shù)預測的數(shù)值算例。 2

3、．通過簡化溫度變化歷史，對單向纖維復合材料進行一維熱變形分析，發(fā)現(xiàn)溫度變化引起的松弛率比較高，而引起的熱變形瞬時過程短，也即熱膨脹的時間松弛效應比較小，可用瞬時的熱變形確定熱膨脹系數(shù)。而對于不同的溫度歷史，終態(tài)溫度相同，趨于穩(wěn)定時的應變值也相同。 3．針對顆粒增強粘彈性復合材料，分別研究了不同體分比時的恒溫松弛規(guī)律和不同溫度變化歷史時的變溫松弛規(guī)律，從而得到顆粒增強復合材料的熱粘彈性性質。 4．基于均勻化理論研究了復合材