汕头升降车出租,    形状记忆复合材料试验结果与分析    汕头升降车租赁,  汕头升降车多少钱一个月 　　 1回复温度的影响通过改变回复温度，对形状记忆复合材料试件的固定率、回复率以及回复时间的变化进行研究，并总结回复温度对其影响规律。选择的回复温度包括80℃、90℃、100℃、110℃和120℃，其它条件为：固定温度120℃，试件厚度0.8mm（共8层），弯曲半径12.5mm，弯折次数1次，铺层方式为±454s，增强材料种类为T300-1k平纹织物。对回复率进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为22.050，对应的显著性概率p=0.000，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为回复温度对回复率的影响是显著的。对回复时间进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为61.689，对应的显著性概率p=0.000，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为回复温度对回复时间的影响是显著的。80℃时回复率最低，平均值为95.45%；90℃~120℃范围内，回复率在97.62%~99.41%范围内，回复率相近，说明在其它回复温度下试件回复良好。试验表明回复温度对其回复率有显著影响。形状记忆复合材料试件的回复时间随温度升高而缩短。当回复温度为80℃时，回复时间最长，在260s左右，温度为120℃时，回复时间最短，在50s左右。当温度较低时，形状记忆环氧树脂中的链端不能完全运动，其回复的驱动力较小，于此同时，与形状记忆环氧树脂试件相比，试件中添加了碳纤维增强材料，纤维与基体间存在摩擦力，这也阻碍了试件的展开，因此80℃（Tg+15.5℃）时，形状记忆复合材料试件的回复率仍然较低。随着回复温度的升高，分子链段的微布朗运动愈发强烈，分子自由体积增大，分子链运动越剧烈，试件所储存的应力得到充分释放，在树脂和纤维双重应力作用下，回复驱动力逐渐增大，回复时间缩短。

    2弯曲半径的影响,  弯曲半径设置12.5mm，15mm，17.5mm，20mm和22.5mm；其他条件为：固定温度和回复温度均为120℃，试件厚度为0.8mm（共8层），弯折次数为1次，铺层方式为±454s，增强材料种类为T300-1k平纹织物。半径变化对固定率进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为0.622，对应的显著性概率p=0.633，大于显著性水平α=0.01，即接受H0，认为弯曲半径对固定率的影响是不显著的。对回复率进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为6.280，对应的显著性概率p=0.09，大于显著性水平α=0.01，即接受H0，认为弯曲半径对回复率的影响是不显著的。对回复时间进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为19.873，对应的显著性概率p=0.000，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为弯曲半径对回复时间的影响是显著的。弯曲半径在12.5mm~22.5mm范围内，形状记忆复合材料的固定率在94.33%~96.84%范围内，回复率在98.38%~99.61%范围内。总体而言，弯曲半径对试件的固定率、回复率影响并不大。试件的回复时间随弯曲半径增大有所延长，回复时间在50s~120s范围内。试件在弯折过程中，相同厚度下，弯曲半径越小，弯折过程中的弹性储能也越大，导致回复力较大。因而较小弯曲半径的试件具有较大的回复驱动力，回复时间也越短。与树脂相同的是，随着弯曲半径的减小，试件在弯折过程中外侧产生的拉应力越大，当试件外侧拉应力大于试件弯曲强度时，可导致试件断裂。除此之外，与树脂试件相比，由于复合材料试件中有纤维的存在，在弯折过程中，试件内侧由于受压而产生微屈曲，弯曲半径越小，则屈曲越大，当屈曲过大时，则会造成试件的分层。而且由于纤维的断裂延伸率比树脂低，相同条件下形状记忆复合材料试件容易发生断裂，因此形状记忆复合材料试件的最小弯曲半径比形状记忆环氧树脂试件的更大。

   3试件厚度的影响, 试件厚度设置0.4mm，0.6mm，0.8mm，1.0mm和1.2mm，其他条件为：固定温度和回复温度均为120℃，弯曲半径为12.5mm，弯折次数为1次，铺层方式为±45ns，增强材料种类为T300-1k平纹织物。结果显示检验的F统计量为12.300，对应的显著性概率p=0.001，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为试件厚度对固定率的影响是显著的。对回复率进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为3.298，对应的显著性概率p=0.057，大于显著性水平α=0.01，即接受H0，认为试件厚度对回复率的影响是不显著的。对回复时间进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为98.787，对应的显著性概率p=0.000，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为试件厚度对回复时间的影响是显著的。当试件厚度在0.4mm~1.2mm范围内时，形状记忆复合材料的固定率在91.21%~95.70%的范围内，回复率在98.16%~99.41%的范围内。试验结果表明，当试件厚度在0.4mm至0.8mm范围内时，随着试件厚度的增加，试件的固定率随试件厚度的增加而增加；当厚度在0.8mm~1.2mm范围内时，固定率变化不大。在考察范围内，试件厚度对形状记忆复合材料的回复率影响较小，对其固定率具有显著影响。试件的回复时间随试件厚度增加是逐渐延长的，说明当试件厚度较小时，其响应速度更快，反应更加灵敏。在一定范围内，当厚度较小时，试件的刚度较差，纤维所产生的拉应力较大，树脂基体难以将其固定，因此导致其固定率较低。随着试件厚度的增加，试件的刚度逐渐增加，固定过程中分子间产生的作用力增大，与纤维所产生的拉应力平衡，因此试件的固定率先升高后基本保持平衡。此外，与形状记忆环氧树脂相同的是，当选择较大厚度的试件进行展收性能测试时，形状记忆复合材料试件易发生屈曲、分层、断裂等破坏现象，这是由于随着厚度的增大，在相同弯曲半径的情况下，试件外侧所产生的拉应力也越大，试件内侧受压产生的屈曲也更加严重，因而导致试件易发生破坏。由于纤维的存在，形状记忆复合材料试件的断裂延伸率较低，为达到相同的弯曲半径，形状记忆复合材料的厚度应比树脂薄。

    4弯折次数的影响,  弯折次数设置1次，5次，10次，15次和20次。其他条件为：固定温度和回复温度为120℃，弯曲半径为12.5mm，试件厚度为0.8mm，铺层方式为±454s，增强材料种类为T300-1k平纹织物。结果显示检验的F统计量为4.442，对应的显著性概率p=0.025，大于显著性水平α=0.01，即接受H0，认为弯折次数对固定率的影响是不显著的。对回复率进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为2.706，对应的显著性概率p=0.092，大于显著性水平α=0.01，即接受H0，认为弯折次数对回复率的影响是不显著的。对回复时间进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为14.456，对应的显著性概率p=0.000，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为弯折次数对回复时间的影响是显著的。弯折次数在20次以内时，形状记忆复合材料的固定率在94.02%~96.69%范围内，回复率在98.10%~99.41%范围内。总体而言，在考察范围内，弯折次数对试件的固定率和回复率影响并不大，该树脂体系的形状记忆复合材料能够实现多次展收，且固定性能和回复性能保持稳定。回复时间在随着弯折次数增加而变长。这是由于在多次弯折之后，试件会因疲劳而造成纤维一定程度的损伤，纤维产生的应力减小，与此同时，纤维与基体间的摩擦力也会增加，导致回复力减小，展开时间变长。试验结果说明，弯折次数对形状记忆复合材料的回复时间有一定的影响。

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    5增强材料种类的影响,  为了改善材料的力学性能，可以通过复合工艺，向形状记忆环氧树脂中添加增强材料，如碳黑、碳纳米管以及各种纤维。其中增强材料为连续碳纤维的复合材料具有较好的力学性能，相对于金属材料，其比强度高、比模量大，更适用于空间展开结构。通过向形状记忆环氧树脂中添加碳纤维，可以使得树脂强度低、模量低，回复力不足等问题得以解决。但与此同时，向树脂中添加不同的增强材料对试件的形状记忆性能也会产生不同的影响。为适应今后多种可展开结构的性能需求，我们针对不同牌号碳纤维如：T300、M40J、M55J碳纤维对形状记忆复合材料展收性能的影响进行了研究。增强材料种类分为T300-1k平纹织物，T300-3k平纹织物，M40J-3k平纹织物和M55J-6k平纹织物。其他条件为：固定温度和回复温度均为120℃，弯曲半径为20mm，试件厚度为0.8mm，弯折次数为1次，铺层方式为±454s。显示检验的F统计量为13.849，对应的显著性概率p=0.002，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为增强材料种类对固定率的影响是显著的。对回复率进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为10.143，对应的显著性概率p=0.004，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为增强材料种类对回复率的影响是显著的。对回复时间进行单因素方差分析，结果显示检验的F统计量为20.880，对应的显著性概率p=0.000，小于显著性水平α=0.01，即拒绝H0，认为增强材料种类对回复时间的影响是显著的。增强纤维为M40J-3k平纹织物和M55J-6k平纹织物的试件的固定率和回复率都要比增强纤维是T300-1k平纹织物，T300-3k平纹织物的试件的固定率和回复率要低。M40J-3k平纹织物和M55J-6k平纹织物为高模碳纤维织物，纤维的模量较大，在弯折变形的时候，纤维产生的拉应力更大，导致试件在形变时产生的应力更大，因此产生的回弹也更大，这使得高模量碳纤维的试件固定率较低。与此同时，M40J-3k平纹织物和M55J-6k平纹织物的断裂伸长率较低，因此在弯折过程中更容易造成损伤，断裂的纤维导致纤维与树脂基体间摩擦力增加，回复的阻力更大，因而导致其回复率降低。增强纤维为T300-3k平纹织物和T300-1k平纹织物试件的回复时间较长。相对T300-1k平纹织物和T300-3k平纹织物而言，M40J-3k平纹织物和M55J-6k平纹织物的模量更大，因此导致其在弯折过程中产生的应力更大，回复力也更大，回复时间更短。同时，增强纤维为M40J-3k平纹织物和M55J-6k平纹织物试件的固定率、回复率较低，回复时间较短。

    6铺层方式的影响,  铺层方式对形状记忆复合材料的力学性能和记忆性能都有影响。不同铺层方式的形状记忆复合材料，在弯折过程中，由于其纤维受力方向不同，纤维产生的应力和应变也会有差异，应变和应力过大都有可能导致试件破坏，材料的形状记忆性能也会受到影响。因此探寻出合适的铺层方式可以为形状记忆复合材料及其可展开结构的设计提供参考。铺层方式设置0/904s、±154s、±304s和±454s。固定温度和回复温度均为120℃，弯曲半径为12.5mm，试件厚度为0.8mm（共8层），弯折次数为1次，增强材料种类为T300-1k平纹织物。当铺层方式为0/904s、±154s和±304s时，试件在弯折过程中均出现不同程度的裂纹甚至断裂，这是应力集中所造成的一种局部破坏，分别是铺层方式为0/904s、±154s和±304s的试件在弯曲半径为12.5mm赋形后的照片。0/904s和±154s铺层试件出现了明显的弯曲破坏，试件在弯折过程中几乎没有发生太多的形变而发生断裂；±304s试件虽然在弯折过程中没有发生明显断裂，但在弯折的过程中出现了分层现象，变形区域不平滑。虽然试件仍可以回复形状，但是其力学性能及稳定性随之变差，不适合实际应用。由于碳纤维的断裂伸长率较低，纤维分布方向与受力方向夹角越小，在弯折过程中，试件外侧所受的拉应力和应变越大，容易造成应力集中，当应力大于其强度时，则会使纤维断裂，进而致使试件断裂（如铺层方式为0/904s和±154s的试件）；而试件内侧则会由于受压而产生屈曲变形，当屈曲过大时，其产生的应力则会容易造成试件的分层（如铺层方式为±304s的试件）。随着碳纤维分布方向与受力方向夹角的增加，纤维的应力和应变减小，试件的破坏现象也随之减少。由此可见，铺层方式对于试件的弯折有着十分重要的影响。但随着铺层方式的改变，形状记忆复合材料试件的强度、模量等力学性能也势必会发生变化。

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