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碳纤维复合材料单向层合板的智能特性

文章出处:网络责任编辑:网站编辑人气:发表时间:2017-12-26【

  碳纤维增强聚合物复合材料(Material)具有比强度大、比模量高、耐疲劳性强、减震性能好等优点,但是其环境稳定(wěn dìng)性差,常因环境的劣化受到损伤,发生突发性破坏(vandalism),因而对其进行在线实时监测显得尤为重要。碳纤维复合材料此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。碳纤维手机壳外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。80年代以来,人们广泛地研究了通过(tōng guò)外植人传感器构成智能复合材料(Material)结构来实现自监测的方法,但其存在一些问题(Emerson),那么怎么解决这些问题(Emerson)呢?

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    产生的问题(Emerson)有:大最光纤的埋入可能引起材料(Material)结构性能就降低;光纤传感器不能应用于已生产的结构;一旦埋入的光纤传感器发生故障(fault)则没有办法修复;光纤与基体脱粘将导致(cause)结构破坏(vandalism);花费大、代价高。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。碳纤维手机壳外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。与之相比,利用连续碳纤维增强复合材料(Material)的电阻变化特性构成的智能复合材料(Material)不具有上述问题(Emerson),它具有全场响应、无强度蜕变、灵敏度高、简便易行、经久耐用等优点,愈来愈受到研究者的高度重视。为了对碳纤维增强聚合物复合材料(Material)单层板的智能性有进一步了解(Find out),科学家们做了许多试验。     实验结构如下:CFRP单向层合板具有有压阻效应,压阻效应的大小随铺层方向角的变化而改变,偏轴拉伸、横向拉伸时的压阻效应均比纵向拉伸时要强,且随着铺层方方向角的增大越加明显。不同铺层方向CFRP单向层合板拉伸时电阻变化特性各不相同。该特性比拉伸中应力、应变的变化能更多地反映有关材料(Material)内部结构变化的信息,如变形、纤维断裂等。

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