恭喜佛山仙湖实验室黄改获国家专利权
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龙图腾网恭喜佛山仙湖实验室申请的专利一种碳纤维环氧树脂基复合材料在高温下拉伸强度预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119086306B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411584767.3,技术领域涉及:G01N3/18;该发明授权一种碳纤维环氧树脂基复合材料在高温下拉伸强度预测方法是由黄改;陆群杰;顾超华;黄华设计研发完成,并于2024-11-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种碳纤维环氧树脂基复合材料在高温下拉伸强度预测方法在说明书摘要公布了:本发明属于检测方法技术领域,具体公开了一种碳纤维环氧树脂基复合材料在高温下拉伸强度预测方法。该预测方法确定材料在升温过程中热解过程、确定每个阶段的峰值温度、确定碳纤维环氧树脂基复合材料单向层合板达到热平衡状态所需要保温时间、确定碳纤维环氧树脂基复合材料在高温环境下不同温度点的拉伸强度、确定热解过程中材料拉伸强度变化规律和预测方法。本发明的预测方法考虑了树脂基体热软化、热分解和碳纤维高温软化对CFRCs拉伸强度的影响机制,能真实有效地表征高温下碳纤维环氧树脂基复合材料的拉伸性能退化过程,宏观预测碳纤维环氧树脂基复合材料的高温拉伸强度,适应温度范围为20℃~450℃。
本发明授权一种碳纤维环氧树脂基复合材料在高温下拉伸强度预测方法在权利要求书中公布了:1.一种碳纤维环氧树脂基复合材料在高温下拉伸强度预测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)基于材料的热重分析试验,通过不同升温速率下材料热失重曲线,确定材料的热解过程;(2)基于材料在不同升温速率下的微商热重曲线,获得峰值温度,确定每个分解阶段的温度范围;(3)基于碳纤维环氧树脂基复合材料的非等温微商热重曲线和机理函数确定材料的热解动力学参数,所述动力学参数包括活化能和指前因子;所述材料的热解动力学参数的确定,采用Arrhenius公式来描述材料反应速率常数随温度变化,反应速率和转化率函数: (1); (2);其中:α为转化率,%;A为指前因子;E为活化能,kJmol;R为理想气体常数,8.314Jmol·K;T为绝对温度,K;n为反应级数;fα为微分形式的机理函数;m0、mt和mf分别为样品的初始质量、任意时刻的质量和最终的质量,g;t为时间;采用Kissinger-Akahira-Sunose法来计算活化能,其基本形式: (3);其中:升温速率β为常数,β=dTdt;为转化率的积分函数,;采用从热重分析试验DTG曲线的各峰值所对应温度点Tp来计算活化能: (4);其中:βi为第i次试验的升温速率,℃min;Tpi为以绝对温度表示的每一阶段的峰值温度,℃;(4)制备单向碳纤维环氧树脂基复合材料层合板;(5)采用ANSYS软件热分析模块计算所述单向碳纤维环氧树脂基复合材料层合板达到稳定热平衡状态所需要的升温时间;(6)确定碳纤维环氧树脂基复合材料在高温环境下不同温度点的最大拉伸载荷,包括以下步骤:采用配备高温加热炉的拉伸试验设备,将试样加热至所需温度,保温,拉伸,采用横梁位移控制模式,在加载速度下直至试样拉断;通过拉伸试验获得碳纤维环氧树脂基复合材料在不同温度点的载荷-位移曲线;(7)依照标准GBT3354-2014计算所述碳纤维环氧树脂基复合材料的拉伸强度,得试验值;(8)基于步骤(1)至步骤(5)所获得的碳纤维环氧树脂基复合材料热解退化规律,采用双曲函数确定材料高温下拉伸强度退化模型;所述材料高温下拉伸强度退化模型为: (6);其中,P1,P2和P3分别表示常温下拉伸强度、两个转变过程中间的拉伸强度和最终的拉伸强度,MPa;k1和k2表示弛豫宽度,通过拟合得到;T1和T2是转变温度,℃;基于步骤(7)计算的试验值拟合,得所述碳纤维环氧树脂基复合材料拉伸强度随温度变化规律曲线。
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