度、高模量的特性使它成为理想的承载体。纤维和基体之间的良好的结合充分展示各自的优点,并能实现最佳结构设计、具有许多优良特性。5.1.1聚合物基复合材料的分类(1)按聚合物基体的结构形式分类(最重要)?热固性树脂基、热塑性树脂基、橡胶基复合材料;(2)按增强体类型分类?纤维增强、晶须增强、颗粒增强聚合物基复合材料;(3)按增强纤维种类分类?玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、其它纤维增强聚合物基复合材料;(4)按基体材料性能分类?通用型、耐化学介质腐蚀型、耐高温型、阻燃型聚合物基复合材料.5.1.2聚合物基复合材料的性能特点1具有较高的比强度和比模量(1)力学性能特点比强度高(密度小) 性能各向异性(短纤维增强时各向同性) 性能分散性大(影响因素太多)(2)静态拉伸性能:完全弹性形变(无屈服点、塑性区)**图5.1纤维增强聚合物基复合材料应力应变曲线CFRP(HM):高模碳纤维;CFRP(HT):高强碳纤维;KFRP:Kevlar纤维;GFRP:玻璃纤维轴向拉伸强度和模量: 随纤维体积分数增大而增大?横向拉伸强度和模量: 主要由基体和界面控制弯曲强度和弹性模量: 性能分散性较大剪切强度和模量:与界面和基体材料有关,有方向性*2抗疲劳性能好?疲劳破坏:低于静态强度极限动载荷,作用一段时间的破坏?S-N曲线:最大应力与循环次数关系曲线?影响因素:纤维类型;基体类型;铺层形式;界面性质; 载荷形式;平均应力;应力频率;环境条件FRP疲劳强度:与静态强度比值约0.22-0.41(循环107)**图5.3FRP与金属铝的疲劳性能对比KF:Kevlar纤维;BF:硼纤维;S-GF:高强玻璃纤维;E-GF:E玻璃纤维;EP:环氧树脂金属材料:?疲劳破坏前无征兆?疲劳极限为抗拉强度的40%~50%;聚合物基复合材料:?裂纹逐渐扩展,有明显征兆。?碳纤维复合材料的疲劳极限科大抗拉强度的70%~80%。
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