高性能纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料的振動阻尼性能研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的發(fā)展，航空航天、機械工程等領(lǐng)域的機械設(shè)備趨于高速、高效和自動化，隨之引起的振動噪聲等問題越來越嚴重。因此，采用阻尼材料進行減振降噪日益引起人們的重視。纖維增強樹脂基復合材料的阻尼性能良好，同時具備優(yōu)異的力學性能，可直接用于制作振動構(gòu)件，因此成為阻尼材料領(lǐng)域研究的熱點。本文的目的就是通過對纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料振動阻尼性能的研究，來探究如何通過結(jié)構(gòu)和界面的優(yōu)化設(shè)計提高復合材料的振動阻尼性能。
　　本文運用樹脂傳遞模

2、塑（RTM）工藝制備了平面（2D）編織和三維（3D）編織兩種形式的碳纖維/芳綸纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料（CF/KF/EP），研究了表面改性、纖維混雜及橡膠涂層改性對其力學性能和振動阻尼性能影響，深入探討了纖維復合材料混雜及界面改性對復合材料力學性能和振動阻尼性能調(diào)控機制。
　　結(jié)果表明，適當?shù)奶祭w維表面氧化處理和纖維取向角可以改善復合材料的力學性能和振動阻尼特性。2D-CF/KF/EP復合材料的阻尼性能存在明顯的正混雜效應(yīng)，當碳

3、纖維體積含量（VCF）為15％時，其阻尼損耗因子η超過混雜定律計算值，達到0.048。鋪層順序的不同主要改變層間混雜復合材料的混雜界面數(shù)和最外層纖維布的類型這兩個參數(shù)，其中，前者對復合材料的阻尼影響較大，而后者對復合材料的固有頻率影響較顯著。在3D-CF/KF/EP復合材料中，隨著 VCF的增加，其整體力學性能和固有頻率隨之提升，阻尼損耗因子η逐漸降低，當VCF為19%時，由于混雜纖維復合材料中理想混雜界面的形成，復合材料的阻尼損耗因子

4、η為0.035，出現(xiàn)負混雜效應(yīng)。對比CF2D/EP和CF3D/EP復合材料的振動阻尼性能發(fā)現(xiàn)，不同的編織形式對各階振型的振動形變產(chǎn)生影響，從而造成兩者阻尼損耗因子的差異。
　　經(jīng)過纖維表面橡膠涂層改性，3D-CF/EP復合材料的彎曲性能和剪切性能在一定程度上有所降低，但其沖擊性能和阻尼性能卻有較大提升，阻尼損耗因子η較改性前提升了120%，達到0.068。由此證明，碳纖維表面橡膠涂層改性可作為優(yōu)化復合材料振動阻尼性能的重要手段之一