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HBMs/EP复合材料夹层构件力学性能的实验研究

张阔  
【摘要】:空心玻璃微珠是一种轻质、表面光滑、中空的细小颗粒,通常作为复合材料的填料使用,加入微珠能降低基体密度,提高材料的比强度、比刚度。由空心玻璃微珠和聚氨酯制备的泡沫塑料广泛应用在航空、航天等领域。空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料是最近出现的一种新型的复合材料,其准静态的力学性能等力学性能例如拉伸压缩等已经得到充分的研究,其优良的比强度比刚度使得它在未来的应用会更加广泛。 本文以冲击和三点弯曲试验所需试样的制备展开研究,制备了六组、三种试件。第一组试样用于确定相同填充比(15%)空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料冲击的冲破临界质量;第二组试样用于不同填充比(0%、5%、10%、15%)空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的冲击试验;第三组试样用于确定相同填充比(15%)空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料夹层板冲击的冲破临界质量;第四组试样用于不同填充比(0%、5%、10%、15%)空心玻璃微珠填充环氧树脂复合夹层板的冲击试验;其余两组用于空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料夹层梁的三点弯曲实验。 通过对空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料的冲击试验表明,填充比为5%、10%的冲击试样抗冲击破坏性能优于填充比为0%和15%的冲击试样。对于空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料夹层板材料的冲击试验表明,填充比为15%的冲击试样冲击性能最差。空心玻璃微珠填充环氧树脂复合材料夹层梁三点弯曲试验表明,填充比在0~15%范围内其力学性能缓慢下降。本文同时对试验现象进行了有限元分析数值模拟,并与试验结果进行了比较。


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