碳納米管改性連續(xù)碳纖維-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的阻尼性能研究.pdf

1、碳納米管改性連續(xù)碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料（CNT-CFRP）因其潛在的優(yōu)異阻尼和力學(xué)性能而可以作為自減振的結(jié)構(gòu)材料在土木工程領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，尤其適合于制作橋梁拉索提高其抗振和耐腐蝕等能力?；诖?，本文以橋梁拉索為應(yīng)用背景，對(duì)此種多尺度纖維復(fù)合材料的力學(xué)和阻尼性能展開理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)研究，揭示阻尼性能機(jī)理及影響因素，并發(fā)展基于性能的優(yōu)化方法和制備工藝，具有重要的理論意義和使用價(jià)值。主要內(nèi)容如下：
　　1)基于細(xì)觀力學(xué)，考慮碳納

2、米管-基體脫粘摩擦耗能、碳納米管端部基體的應(yīng)變集中非線性阻尼和樹脂基體耗能三部分耗能機(jī)理，建立了碳納米管纖維復(fù)合材料阻尼模型。分析了碳納米管摻量、長(zhǎng)徑比、取向度等材料參數(shù)和振動(dòng)幅值、頻率等激勵(lì)參數(shù)對(duì)其阻尼性能的影響特性，提出了基于性能的優(yōu)化方法。
　　2)制備了不同種類、不同摻量的碳納米管增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。通過材料性能實(shí)驗(yàn)機(jī)（MTS）測(cè)試了其強(qiáng)度、模量和伸長(zhǎng)率，得到了碳納米管種類和摻量對(duì)上述力學(xué)性能的影響特性。通過動(dòng)力熱分析儀（DMA

3、）測(cè)試了上述碳納米管增強(qiáng)樹脂在不同預(yù)加應(yīng)變下的損耗因子，同時(shí)得到了其玻璃化溫度。結(jié)合掃描電鏡微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)，利用模型對(duì)阻尼特性進(jìn)行了分析。
　　3)將碳納米管增強(qiáng)環(huán)氧樹脂與連續(xù)纖維一起制備了多尺度纖維復(fù)合材料，采用相同的力學(xué)性能和阻尼性能測(cè)試方法進(jìn)行了相應(yīng)表征，分析了碳納米管對(duì)多尺度纖維復(fù)合材料力學(xué)和阻尼性能的影響特性，并和碳納米管增強(qiáng)樹脂的性能進(jìn)行對(duì)比，分析了其不同力學(xué)和阻尼行為的原因。
　　4)通過外加磁場(chǎng)對(duì)碳納米管進(jìn)行成