微胶囊自修复复合材料断裂力学研究

【摘要】： 本文对微胶囊自修复复合材料进行了断裂力学研究，目的是当自修复复合材料在外界条件作用下产生裂纹，裂纹前沿遇到微胶囊时，微胶囊壳能适时破裂，完成自修复功能。 本文主要内容包括自修复复合材料断裂力学设计、基体材料和微胶囊壳材料断裂韧性测试、夹层模拟试件断裂特性分析和含胶囊试件的断裂验证实验。本文先测试不同试件的断裂韧性；然后在基体材料／微胶囊材料断裂韧性差值不同范围内制作夹层模拟试件，通过分析夹层试件的裂纹扩展规律，研究裂纹扩展与基体材料／胶囊壳材料断裂韧性匹配的关系；最后通过含模拟胶囊试件的断裂验证实验，验证了裂纹扩展规律。研究结果表明：当基体材料与胶囊壳材料的断裂韧性差值小于107754.45 Pa·m~(1/2)时，裂纹扩展时胶囊壳能够破裂。