龙湖升降车出租,  形状记忆环氧树脂及其复合材料展收性能研究     龙湖升降车公司,  龙湖升降车　　  形状记忆环氧树脂及其复合材料具有回复初始形状的性质，在空间可展开结构中具有很大的应用潜力。通过向形状记忆环氧树脂中添增强材料，使用复合工艺制备形成的形状记忆复合材料，其模量和强度等综合力学性能都有较大提升，但也可能会对形状记忆性能造成一定的影响。作为应用于空间展开结构的形状记忆环氧树脂及其复合材料，其展收特性（固定率、回复率、回复时间等）是空间展开结构设计的重要参数，而在公开报道中，形状记忆树脂及其复合材料的展收性能研究工作不全面，考察的影响因素较少。本章采用自制的形状记忆性能测试装置，重点考察了与空间展开相关的因素（回复温度、试件厚度、弯曲半径、弯折次数、铺层方式以及增强材料种类等）对一种新型形状记忆环氧树脂及其复合材料展收性能（固定率、回复率、回复时间）的影响，揭示了影响形状记忆环氧树脂及其复合材料展收性能的关键因素，为后续复合材料成型工艺参数的选择提供了参考依据。

　　　1测试方案, 展收性能包括试件的固定率、回复率以及回复时间，通过改变参数来探寻各因素对形状记忆环氧树脂及其复合材料展收性能的影响。固定率和回复率直接反映了形状记忆环氧树脂及其复合材料的形状记忆功能。固定率是指将试件加热到变形温度，用外力对试件实施变形，在外力约束下冷却到室温，除去外力后，材料在室温下的固定角度与外力除去之前的角度之比；回复率是指在平衡状态下，变化的角度与初始状态的角度之比。试件的固定率和回复率越高，说明记忆效果越好。回复时间是指试件在无外界条件干扰下，由固定形状回复到平衡状态所用的时间。回复时间的长短直接体现了材料的响应速度，对形状记忆展开结构的响应速度也具有一定的影响。如果形状记忆树脂的回复时间过长，则会影响形状记忆展开结构的工作效率；如果形状记忆展开结构的响应速度过快，则有可能产生冲击、震动，影响展开过程的平稳性。因此回复时间对形状记忆展开结构的展开效率有着十分重要的影响。展收性能测试过程如下：在一定温度下（高于形状记忆环氧树脂的玻璃化转变温度Tg），通过外力将平直的长条形试件弯成U型，此时的温度为固定温度；保持外力，将试件冷却至室温，去除外力，测试此时的固定角度θfixed；测量完成后将U型试件放入烘箱加热到一定温度，试件从U型回复到平直状态，此时的温度为回复温度；待试件不再展开，取出试件，并冷却至室温，测试回复角度θfinal。在试件展开的整个过程中采用摄像机采集试件从U型回复到平直状态的过程，记录回复时间。通过测量的固定角度θfixed和回复角度θfinal，可以计算展收过程中形状记忆环氧树脂或复合材料的固定率Rf和回复率Rr，其计算公式如下：100%maxθfixedθfR,   100%fixedθfinalθfixedθrR,  其中θmax是固定U型试件的角度最大值，为180º。借助于方差分析可以判断不同因素对形状记忆环氧树脂及其复合材料试件的固定率、回复率和回复时间的影响是否显著，从而选出对试验指标起重要作用的因素。试验完成后，将试验数据进行整理，将各组试验数据分别输入SPSS软件中进行单因素方差分析，对各组数据取平均值，利用origin软件绘制折线图。本章分别对形状记忆环氧树脂和形状记忆复合材料的展收性能进行了研究。形状记忆环氧树脂展收性能研究内容为不同回复温度、弯曲半径、试件厚度和弯折次数对形状记忆环氧树脂试件的展收性能影响，其中回复温度设置70℃、80℃、90℃、100℃和110℃五个参数，弯曲半径设置7.5mm、10mm、12.5mm、15mm和17.5mm五个参数，试件厚度设置2mm、3mm、4mm、5mm和6mm五个参数，弯折次数设置1次、5次、10次、15次和20次五个参数。形状记忆复合材料展收性能研究内容为不同回复温度、弯曲半径、试件厚度、弯折次11数、铺层方式和增强材料种类，六种不同的影响因素对形状记忆复合材料展收性能的影响。其中回复温度设置80℃、90℃、100℃、110℃和120℃五个参数；弯曲半径设置12.5mm、15mm、17.5mm、20mm和22.5mm五个参数；试件厚度设置0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm和1.2mm五个参数，弯折次数设置1次、5次、10次、15次和20次五个参数；铺层方式设置0,90ns、±15ns、±30ns和±45ns四种；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平纹织物四种。每组试验包括三个试件，对每个因素的各个参数分别进行三次试验，在改变某一因素时，其它因素保持不变。

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　　2试验样品制备:  1树脂试件制备, 参照GB/T2567标准，采用树脂浇铸法制备了形状记忆环氧树脂展收性能试件，其尺寸为120mm×15mm。模具材料采用45号钢，形状记忆环氧树脂由中南大学提供。首先利用丙酮对模具进行清洗，确保模具表面干净无污渍，晾干并在模具表面涂抹脱模剂2-3次。之后称取适量形状记忆环氧树脂，将树脂注入模具中，放入烘箱抽真空30min，除去树脂中的气泡，之后按固化制度进行固化，得到初始试件。根据测试要求，将其打磨至2mm、3mm、4mm、5mm、6mm厚度不等，并对其进行标号，得到最终试件。2复合材料试件制备, 试件规格：120mm×15mm。树脂采用形状记忆环氧树脂，由中南大学提供，增强纤维包括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，其他辅助材料见表2.1。根据试验方案取用不同纤维的织物，采用溶液法制备预浸料，将预浸料裁剪成150mm×70mm规格，并根据试验方案采用不同铺层方式和厚度进行铺层。将铺好的预浸料进行真空袋封装并抽真空，放入烘箱按制度进行固化。制得样品后，进行12裁剪、打磨、标号，得到最终试验所用试件。

　　3方案实施以回复温度对形状记忆树脂展收性能的影响试验为例，具体试验操作流程如下：首先将烘箱温度调至90℃，待其温度稳定后将试件及弯曲试件所用的工装置于烘箱中加热20min；之后利用工装将试件匀速地弯折成U型并固定，置于室温（25℃）进行冷却；待试件冷却固定后，取出试件及工装，置于白纸上并进行划线，并利用相机进行拍照。之后将烘箱温度分别调至70℃、80℃、90℃、100℃和110℃，待烘箱温度稳定后，将已弯折、冷却好的试件置于烘箱中；试件展开且不再变形后，取出试件，并置于室温（25℃）进行冷却；待试件完全冷却后，将试件置于白纸上并进行划线，利用相机进行拍照；之后将图片导入三维软件，利用角度标注功能进行角度测量。在试件从U型回复到平直状态的整个过程中，采用摄像机记录回复过程，之后计算回复时间。本章中其他展收性能试验流程大体相似，后文不再赘述。

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