聚合物基复合材料粘弹特性及应力松弛机理研究

基本信息
批准号:11602020
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:26.00
负责人:李会民
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:马永彬,唐刚,段晟昱,周志利,王星峣,姚迪
关键词:
粘弹性复合材料温湿环境应力松弛细观力学
结项摘要

Polymer composites are widely used in aerospace, transportation and other fields. As influenced by proportion of composite components, microstructure, interaction between components and so on, viscoelastic mechanics behavior of the composite materials is very complex and becomes the research hotspot and difficulty. It has high scientific significance and engineering application value to carry out research on this topic and reveal the stress relaxation mechanism under different conditions. In this project, experiments of testing composite viscoelastic properties are first carried out and a new method of characterization is put forward to reveal composite stress relaxation mechanism. Based on generalized method of cells, a new micromechanics viscoelastic theoretical model and its explicit numerical analysis method are established to describe the general viscoelastic stress relaxation of composite materials. By comparing different laws of composite and its matrix, a reverse model is established to characterize composite viscoelastic properties. Effects of different manufacturing processes on stress relaxation are studied for the same composite structure by using stress relaxation experiments. We expect to gain original achievements in composite viscoelastic characterization method, micromechanics model, effect of component on composite viscoelastic behavior and stress relaxation mechanism of composite structures, which can provide the technique and theoretical guidance for its application in practice.

聚合物基复合材料在航空航天、交通运输等领域应用十分广泛。其粘弹性力学行为因受组分比例、微观结构及其组分间相互作用等因素的影响而变得十分复杂,是目前该领域研究的热点和难点。开展该方面的研究,并揭示其不同条件下的应力松弛规律,具有较高的科学意义和工程应用价值。本项目从复合材料粘弹性实验测试入手,建立新的粘弹性表征方法,揭示其应力松弛机理;在通用单胞模型的基础上,建立一种新的细观力学粘弹性理论模型和相应的显式数值分析方法,描述复合材料粘弹性应力松弛的一般演化规律;通过复合材料和基体材料的粘弹性松弛规律的对比,建立表征复合材料粘弹性属性的逆向反推力学模型;利用复合材料应力松弛实验,研究不同工艺制造的复合材料结构件的应力松弛规律。通过本项目的研究,期望在复合材料粘弹性实验表征方法、细观力学模型、组分粘弹性影响规律及复合材料结构应力松弛机理等方面获得创新成果,为其在工程中广泛应用提供理论和技术指导。

项目摘要

纤维增强树脂基复合材料在航空航天、交通运输等领域应用十分广泛,其粘弹性力学行为因受组分比例、微观结构及其组分间相互作用等因素的影响而变得十分复杂,开展该方面的研究,并揭示其不同条件下的应力松弛规律,具有较高的科学意义和工程应用价值。本项目从复合材料粘弹性实验测试入手,建立了新的粘弹性表征方法,揭示了其应力松弛机理;在通用单胞模型的基础上,建立了一种新的细观力学粘弹性理论模型和相应的显式数值分析方法,描述了复合材料粘弹性应力松弛的一般演化规律;在分析复合材料和基体粘弹性行为的基础上,提出了一种新的表征复合材料粘弹性属性的逆向反推模型,揭示复合材料细观组分与宏观粘弹性力学性能之间的内在关系。利用实验和数值方法,研究了复合材料结构件的力学行为及其应力松弛机理,项目成果可以为树脂基复合材料的工程化应用提供理论和技术指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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