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金属网复合单板层积材的制备与力学性能研究

李金  
【摘要】:本文主要探讨了单层金属网和多层金属网对单板层积材力学性能的增强效果,研究内容包括金属网复合单板层积材的因素选择及工艺优化。通过金属网复合单板层积动态性能和静态性能的相关性分析,确定了适合金属网复合单板层积材性能的无损检测方法。 通过对单层金属网复合单板层积材的初步研究,发现金属网处的胶层强度对金属网复合单板层积材整体性能具有显著的影响。试验通过一次层压法和二次层压法研究了压缩率对金属网复合单板层积材力学性能的影响,结果表明压缩率对金属网复合单板层积材的整体性能的提高具有显著的作用,压缩率对单板层积材性能的影响主要分为两方面,一是压缩率改变了单板层积材的密度,二是压缩率改善了金属网处的胶层强度。一次层压法试验得出,金属网复合单板层积材的整体压缩率为31%时,性能较佳;二次层压法试验得出,二次层法可以明显改善金属网处的胶层强度。 通过正交试验和全部试验得出了单层金属网复合单板层积材最优制备工艺为:金属网角度为15°,压缩率为25%,联剂加入量为2.0%,金属网长度为试件长度的1/2。通过最优工艺压制单层金属网复合单板层积材和空白试件对比,MOE和MOR的性能分别提高了36.34%和27.47%。 在单层金属网复合单板层积材的最优工艺的基础上,探讨出多层金属网复合单板层积材的最优生产工艺。当选用两层金属网对单板层积材进行增强且增强位置为单板层积材下侧的两个单板空隙,产品获得的力学性能最大。相比于空自试件,最优工艺压制的多层金属网复合单板层积材的MOE和MOR分别提高了49.49%和25.00%。 本文通过表面波传播、纵波传播、纵向共振和弯曲共振四种四种无损检测方法获得了金属网复合单板层积材的动态性能,通过静态弯曲试验获得了静态性能。经过动态性能和静态性能的相关性分析可知,面外弯曲振动法所得的动态弹性模量E1,与静态性能的相关性最好。所以,最终确定以面外弯曲振动法作为金属网复合单板层积材的无损检测方法。


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