纖維增強樹脂基復合材料的阻尼機理 zund bhs 150-夾心板台中雷射雕刻－賴郁婷焦點新聞熱搜

    纖維增強復合材料具有比較良好阻尼特性的主要原因是纖維與基體之間存在的相對滑移和基體固有的粘彈性，其影響因素主要有基體特性、纖維體積比、纖維的直徑以及鋪設角度、鋪層順序以及載荷條件等。纖維增強樹脂基復合材料大優點是密度小，強度大，比重只有普通鋼材的1/4~1/16，而機械強度卻為鋼的3~4倍。同時,由于其基本結構是纖維增強熱固性聚合物材料,聚合物基體的存在就決定了其阻尼性能會比較優異。因此，國外從六十年代起，以石墨/環氧、Kevlar/環氧等樹脂基復合材料為主，從理論上研究了結構聚合物基阻尼復合材料的阻尼機理、阻尼測量以及基體樹脂、固化劑、纖維的鋪設方式、纖維種類、復合材料結構等對其阻尼性能的影響。但所研制材料阻尼性能很低，損耗因子在0.01~0.02，大的只有0.05左右，遠未達到應用要求，對材料的綜合性能也沒有進行深入研究。國內在纖維增強樹脂基復合材料阻尼性能的研究領域研究較少，僅有極個別的研究單位涉及到這個領域，做了少量探索性的研究工作[1]。
    纖維增強樹脂基復合材料的阻尼機理
    纖維增強樹脂基復合材料的阻尼機理與常規的金屬和合金材料完全不同，表現為下面幾個方面[6]：
    (1)基體材料固有的粘彈性
    一般來說，復合材料的阻尼主要貢獻來自基體,但是,碳纖維和Kevlar纖維相比其他纖維而言,材料本身阻尼較高，因此分析時必須考慮它們的阻尼。
    (2)填料的特性
    填料的本征阻尼對體系阻尼的貢獻。
    (3)面相的阻尼
    界面相是指臨近填料的表面具有一定厚度的區域，作為填料和基體之間的幾何和材料不連續的結果，界面相內存在相當高的剪切應變，這就為耗散能量提供了前提。
    (4)由材料破壞引起的阻尼
    包含兩種類型，一是纖維和基體之間的界面存在未完全粘合區域以及分層引起的摩擦阻尼，二是由于基體開裂和纖維斷裂的能量耗散引起的阻尼。
    (5)粘塑性阻尼
    在大振幅/高應力情形下，特別是熱塑性復合材料，由于纖維之間的局部區域內存在高應力和應變集中而表現出的非線性阻尼特性。
    (6)熱彈性阻尼
    是由復合材料壓應力區域到拉應力區域的循環熱流動而引起的阻尼。
    (7)層間剪切
    當某結構件發生彎曲振動時，附加在金屬表面上的復合材料受到層間剪切作用，因此阻尼材料有較大的應力應變遲滯回線而消耗了振動能量。

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