自修復(fù)復(fù)合材料中微膠囊破裂行為研究.pdf

1、自修復(fù)復(fù)合材料是一種具有自我感知和自我修復(fù)功能的智能材料,為及時(shí)修復(fù)復(fù)合材料內(nèi)部容易出現(xiàn)的微裂紋,預(yù)防潛在的結(jié)構(gòu)破壞提供了一種新方法。隨著微膠囊技術(shù)的日趨成熟,微膠囊自修復(fù)復(fù)合材料發(fā)展迅速,成為研發(fā)自修復(fù)聚合物材料的主要途徑。目前,對(duì)該類材料的研究主要集中在修復(fù)機(jī)理和修復(fù)效率方面,而對(duì)與修復(fù)任務(wù)能否完成緊密相關(guān)的微膠囊破裂行為的研究相對(duì)較少。
　　本文以揭示微膠囊的破裂行為及其影響因素為目標(biāo),通過實(shí)驗(yàn)和有限元分析相結(jié)合的方法,對(duì)自

2、修復(fù)復(fù)合材料中微膠囊囊壁材料的力學(xué)性能、微膠囊破裂的行為及其影響因素、裂紋位置對(duì)微膠囊破裂的影響進(jìn)行了一系列研究,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　1.對(duì)微膠囊囊壁試樣進(jìn)行了納米壓入測(cè)試,并運(yùn)用量綱分析原理對(duì)P-h曲線進(jìn)行分析,反求得到了微膠囊囊壁材料的彈性模量、屈服應(yīng)力和應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,為利用有限元法分析求解囊壁材料的強(qiáng)度極限奠定了基礎(chǔ)。
　　2.通過對(duì)微膠囊結(jié)構(gòu)體試樣進(jìn)行納米壓痕實(shí)驗(yàn),并運(yùn)用有限元法模擬了壓入過程,建立了微

3、膠囊結(jié)構(gòu)體剛度和囊壁材料的彈性模量之間的關(guān)系,進(jìn)而得到了囊壁材料的彈性模量和強(qiáng)度極限,并且模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)所得曲線較為一致。以上所得到的力學(xué)參數(shù)為運(yùn)用擴(kuò)展有限元法研究自修復(fù)材料中微膠囊的破裂行為和裂紋的擴(kuò)展路徑奠定了基礎(chǔ)。
　　3.建立了微膠囊自修復(fù)復(fù)合材料的單胞有限元分析模型,研究了裂紋面與微膠囊水平中面共面(簡(jiǎn)稱“正置”)的情況下微膠囊的破裂行為,分析了微膠囊囊壁材料的彈性模量和強(qiáng)度極限變化對(duì)微膠囊破裂的影響。
　　4.結(jié)