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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
先进树脂基复合材料因其高比强度、高比模量、抗疲劳等优点在航空航天等领域得到了广泛的应用。然而，复合材料在服役过程中所承受的载荷环境比较复杂，在力和环境的作用下极易产生缺陷。其中树脂基体中微米级的缺陷产生与蔓延是影响复合材料可靠性的重要题目之一，在载荷和环境条件下，这些微小的缺陷可能逐渐扩展为较大的裂纹，从而影响复合材料的可靠服役，目前仍缺少对此种损伤高效的监测方法。近年来，碳纳米管因其优异的力学、电学等性能在树脂基复合材料结构中得到了广泛的应用，为发展新一代的健康监测技术开辟了新的方向。本论文即针对复合材料的健康监测题目，建立了基于碳纳米管导电逾渗网络的复合材料损伤监测的新方法；提出了监测损伤的定量参数，在此基础上，重点研究了复合材料在拉伸、疲劳和冲击载荷环境下损伤的演化规律和机理；并将损伤监测方法应用于复合材料的自修复。研究结果为先进树脂基复合材料的可靠服役提供了技术手段和理论依据。首先，基于碳纳米管压阻特性，建立了复合材料树脂基体中损伤的扩展过程的电阻健康监测方法。重点研究了碳纳米管分散方法、分散状态以及复合材料的导电率对损伤监测的影响；揭示了不同载荷环境下碳纳米管网络电阻信号与缺陷扩展的关联规律，提出了表征复合材料中损伤状态的特征参数“损伤电阻演变率(RD/L)”，可用于定量的监测复合材料中损伤的产生和累积，为典型载荷环境下损伤监测的研究提供了实验方法。并采用声发射无损检测方法印证了电阻法监测复合材料损伤产生和扩展的有效性和普适性。在此基础上，基于电阻法考察了树脂基体中损伤与复合材料电阻的关联关系，针对拉伸、冲击、疲劳载荷下正交复合材料层合板中裂纹的产生与扩展规律进行了研究。在拉伸载荷下，考察了90˚铺层数对损伤扩展的影响规律，根据电阻响应信号进而揭示了拉伸载荷下损伤演变规律和失效机理。深入分析了在恒定的拉伸-拉伸疲劳载荷下正交复合材料的疲劳性能，揭示了各种不同的疲劳损伤机理以及其扩展和相互作用，采用电阻法考察了90˚铺层数对疲劳性能的影响规律，为复合材料寿命预测提供了重要的分析方法。在冲击载荷下，掌握了材料电阻随冲击次数增加的变化规律，揭示了冲击损伤的产生和扩展机理，为原位实时的定量监测冲击损伤提供了有效的测试手段。通过复合材料电阻法损伤监测与损伤机理的研究，掌握了树脂基体中微裂纹产生与蔓延规律，进而制备了具有碳纳米管导电网络和脉管通路的多功能复合材料。采用电阻法揭示了复合材料的脉管修复机理，与模量法对比分析验证了碳纳米管导电网络在健康监测和修复效率测定上的优势，为复合材料修复效率的确定和发展自修复复合材料提供了新的途径。 |
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发表于 2022-8-10 15:01:39
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