纤维复合材料湿热胀缩细观力学模型硕士论文答辩ppt

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1、纤维复合材料湿热胀缩细观力学模型指导老师答辩者答辩提纲1.绪论2.复合材料粘弹性试验研究3.复合材料动态性能的细观理论分析4.复合材料粘弹性动态性能的有限元模拟5.总结与展望一绪论近半个世纪以来，树脂基纤维增强复合材料作为新材料领域中的后起之秀得到了长足的发展，已广泛应用于航空航天、汽车工业、化工、纺织、机械制造、医学、体育运动器件和建筑材料等领域。树脂基纤维增强复合材料具有很高的增强效率，是应用领域最广、用量最大的一类复合材料。纤维增强复合材料取得了长足的发展，应用很广复合材料的粘弹性蠕变粘弹性静态特性应力松弛材料和结构的阻尼在结构动态分析与振动控制中起阻尼着重要作用。

2、粘弹性动态特性能量耗散衡量粘弹性阻尼性能的指标•通常，在振动的环境下，弹性模量可以用复模量来表征:EEiE其中，E和E分别是储能模量和耗散模量.损耗因子tan作为衡量阻尼性能的指标：''Etan'E工程应用中往往要求是复模量虚部与实部的比值。材料拥有较高的损耗因子来抑制振动和噪声，复合材料则有这种特性。三维纺织复合材料纺织复合材料的粘弹性动特性还鲜有研究，如何建立纺织复合材料粘弹性静态与动态特性之间的联系，预测有效阻尼性能，在振动控制中有着重要的研究价值和实际意义。纺织复合材料的粘弹性动态性能还鲜有研究二实验研究测出了几种材料的静态拉伸模量复合材料

3、动态响应实验力锤敲击产生加速度由于材料本身质量较轻，所以选择自由衰减法，对上述材信号响应料进行了自由振动试验，下图为实验原理图分析仪收集信号然后进行分析由加速度传感器将信号传递到分析仪中复合材料梁的自由振动实验装置图柔性悬挂动态分析仪力锤试件实验结果得到了几种材料的前三阶复频率和阻尼比振动衰减特性研究本次实验不仅得到了复合材料干燥和吸湿后的振动衰减特性，并且得到了复合材料完整时间历程和较短时间历程下的振动衰减情况。在滤波振动衰减实验中可以得到复合材料完整的时间历程曲线，再取较短的时间历程可以清楚的观察复合材料的振动衰减曲线。完整时间历程较短时间历程玻纤纺织复合材料的自由衰

4、减曲线由以上的实验数据可以看出复合材料的第一阶自由振动曲线呈现指数衰减的趋势，吸湿针对本次复合材料的振动衰减曲线，由实验测得的数据，后的复合材料的质量增加，于是第一阶振幅用matlab增大，相对于干燥的试件，复合材料的振动绘制了玻纤纺织复合材料干燥和吸湿后的自由衰减曲线，衰减更快，意味着阻尼增大。三复合材料动态特性的理论分析•结构在振动过程中会有能量的耗散和损失，本文在频域中用粘弹性来描述这种动态能量损失。•用prony级数表示材料的松弛模量如下：kmmrtEtEEerr1为松弛项，可用来描述较为瞬态项，描述材料在较小时长时间尺度内材料松弛模间尺

5、度内材料松弛模量的变化•用三项简化表示为:量的变化EmtEm()Ee1tEe2t12为完全松弛项研究内容及方法•将时域中的松弛模量进行拉普拉斯变换可以得到频域中的松弛模量表达式：储存模量为频域中松弛模量的实kEsrEsEss部，损耗模量为虚部，而阻尼比E()是两者的比值r1rsk22•储存模量EsE()Ennrnnr22r1(rn)nkrn•损耗模量Esn阻尼比可通过实验得到，损耗因子Er22r1(rn)n可用理论计算得到，而损耗因•损耗因子tann子是阻

6、尼比的Es()/nEs(2n倍，这样可以用实)验来验证理论的正确性2•阻尼比tannn2n2n22nnnn松弛模量•研究中发现松弛模量不仅和较大时间尺度的松弛模量有关，还与较短时间尺度内材料的松弛有关。也就是下式的最后两项。材料的较大时间尺度内的松弛模量可以由下面介绍用应力波理论推蠕变松弛实验得到，较小时间尺度内的松弛模量可以由导瞬态松弛模量中的参数应力波理论得到EmtEm()Ee1tEe2t12应力波理论推导瞬态松弛模量树脂基体制成的杆件在冲量作用下，在一段很短的时间内，会产生一列向左传播的拉伸波，波速为1/2v0

7、E(0)/单轴粘弹性冲击波的传播速度是由单轴松弛函数的初值和密度来确定的，而波面行进中的速度和轴力的突变值都随x的增大而衰减确定瞬态参数E1&1线性粘弹性材料中一维纵波传播时的运动方程及本构关系分别为：22xt,xt,22xtP(,)xtQ(,)xt最终可以得到瞬态项的参数32f1222222fE0E2f222f21E1222f1通过傅里叶变换最终就可以推导出瞬态项参数1/2v0E(0)/树脂的弹性波波速是260