打結(jié)形狀記憶合金纖維抑制裂紋擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、形狀記憶合金具有獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)和超彈性，這些不同于傳統(tǒng)功能材料的特性使其對(duì)外部環(huán)境具有感知功能，對(duì)系統(tǒng)具有驅(qū)動(dòng)功能。因而形狀記憶合金受到材料科學(xué)和工程界的普遍重視，其應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及航天、航空、機(jī)械、電子、交通、建筑等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。近年來利用形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)和超彈性對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的裂紋進(jìn)行主動(dòng)控制和修復(fù)是復(fù)合材料研究中的熱點(diǎn)。 在使用形狀記憶合金纖維主動(dòng)控制裂紋時(shí)，纖維脫膠問題是一個(gè)關(guān)鍵問題，在目前文

2、獻(xiàn)中尚未得到解決。本文提出，將纖維打結(jié)后復(fù)合在基體中，克服纖維的脫膠，使纖維的形狀記憶效應(yīng)得到充分的發(fā)揮，從而有效的控制裂紋。 本文采用“控制變量”的方法，保證實(shí)驗(yàn)制作的帶裂紋環(huán)氧樹脂基體各個(gè)參數(shù)一致，將形狀記憶合金纖維按打結(jié)與不打結(jié)兩種方式復(fù)合在基體中，比較這兩種方式對(duì)基體的作用。本文測(cè)定了形狀記憶合金纖維力學(xué)各項(xiàng)力學(xué)性能，預(yù)拉伸纖維產(chǎn)生6％殘余應(yīng)變。設(shè)計(jì)出復(fù)合SMA纖維的帶裂紋試件的一套規(guī)范制作方法，制作的試件可以明顯觀察到

3、SMA纖維抑制裂紋擴(kuò)展的現(xiàn)象。本文將打結(jié)與不打結(jié)纖維試件，加熱到65℃，進(jìn)行比較拉伸實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)效果明顯。 大量實(shí)驗(yàn)表明，打結(jié)纖維可以有效避免纖維在試件中的脫膠，從而可以將纖維回復(fù)力加到試件上去；而不打結(jié)直纖維脫膠明顯，曲線呈“鋸齒狀”，無法將回復(fù)力全部加上去。基體、不打結(jié)纖維試件、打結(jié)纖維試件三種試件可承受拉伸載荷梯次分明，打結(jié)比不打結(jié)試件最大載荷平均提高了73．7％，斷面應(yīng)力平均提高了80．7％，有力地說明了打結(jié)比不打結(jié)方式可