打結形狀記憶合金纖維抑制裂紋擴展的實驗研究.pdf

1、形狀記憶合金具有獨特的形狀記憶效應和超彈性，這些不同于傳統(tǒng)功能材料的特性使其對外部環(huán)境具有感知功能，對系統(tǒng)具有驅動功能。因而形狀記憶合金受到材料科學和工程界的普遍重視，其應用范圍已經(jīng)涉及航天、航空、機械、電子、交通、建筑等領域，具有廣闊的應用前景。近年來利用形狀記憶合金的形狀記憶效應和超彈性對復合材料結構中的裂紋進行主動控制和修復是復合材料研究中的熱點。 在使用形狀記憶合金纖維主動控制裂紋時，纖維脫膠問題是一個關鍵問題，在目前文

2、獻中尚未得到解決。本文提出，將纖維打結后復合在基體中，克服纖維的脫膠，使纖維的形狀記憶效應得到充分的發(fā)揮，從而有效的控制裂紋。 本文采用“控制變量”的方法，保證實驗制作的帶裂紋環(huán)氧樹脂基體各個參數(shù)一致，將形狀記憶合金纖維按打結與不打結兩種方式復合在基體中，比較這兩種方式對基體的作用。本文測定了形狀記憶合金纖維力學各項力學性能，預拉伸纖維產(chǎn)生6％殘余應變。設計出復合SMA纖維的帶裂紋試件的一套規(guī)范制作方法，制作的試件可以明顯觀察到

3、SMA纖維抑制裂紋擴展的現(xiàn)象。本文將打結與不打結纖維試件，加熱到65℃，進行比較拉伸實驗，實驗效果明顯。 大量實驗表明，打結纖維可以有效避免纖維在試件中的脫膠，從而可以將纖維回復力加到試件上去；而不打結直纖維脫膠明顯，曲線呈“鋸齒狀”，無法將回復力全部加上去。基體、不打結纖維試件、打結纖維試件三種試件可承受拉伸載荷梯次分明，打結比不打結試件最大載荷平均提高了73．7％，斷面應力平均提高了80．7％，有力地說明了打結比不打結方式可