樹脂基碳纖維智能層的力阻效應研究及其應用.pdf

1、本課題來源于中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金項目“具有動態(tài)傳感功能的碳纖維智能層的界面與本構理論研究”，對樹脂基連續(xù)碳纖維智能層進行了深入的壓阻效應研究。圍繞該問題進行了探索性的理論分析及大量的實驗研究。主要獲得了以下幾個方面的研究成果：
　　 1.建立基于樹脂基連續(xù)碳纖維智能層的壓阻理論模型，推導平面應力狀態(tài)下的壓阻系數(shù)矩陣的簡化，確定了4個待求的壓阻系數(shù)。設計相應的試樣規(guī)格和試驗方法來求解壓阻系數(shù)。利用了提供單向應變場的框架裝

2、置，分別得到了智能層軸向應變和橫向應變致軸向電阻率變化的壓阻系數(shù)C－11＝3.17、C－12=3.11；智能層軸向應變和橫向應變致橫向電阻率變化的壓阻系數(shù)C-21＝6.73、C-22=4.92。根據(jù)實驗結果對該智能層的導電性進行了相關探討，解釋了出現(xiàn)正力阻效應和負力阻效應的原因。
　　 2.通過實驗測試出了該智能層的傳感極限，算上一定安全系數(shù)之后，確保最大工作應變不超過6000μe，當然智能層在合適的應變區(qū)間(0-3000μe)

3、內(nèi)有較高的靈敏度。運用ANSYS軟件計算分析了智能層在矩形薄板處于不同工況下的表征狀況。用A表示上表面4條智能層電阻變化率的平方和；B表示下表面4條智能層的電阻率的平方和；C表示上下8條智能層的電阻率的平方和。通過對各個工況的求解，繪制出了A，B，C隨著荷載作用點變化的規(guī)律圖。根據(jù)規(guī)律圖進一步推得：如果測得了某一個確定的A，那么在薄板中心處需要作用的力F的大小是最小的；在薄板直角附近需要作用的力F的大小是最大的。
　　 3.應用