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微胶囊自修复复合材料断裂力学研究

杨艳娟  
【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。


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