高模量复合材料的动态力学分析

传统上，钢一直是汽车工业中使用的主要材料。然而最近，为了舒适和安全起见，人们转向了电动汽车，这增加了轻金属(如铝和镁)的人气，以抵消由此造成的汽车重量增加。

目前的研究不仅集中在电动汽车上，还集中在电动马达用重型电池的混合动力汽车，以及低油耗的传统发动机上。

随着技术的进步，需要在不牺牲大温度范围内所需的刚度的前提下，寻求越来越轻的材料。亚博网站下载图1显示了碳纤维增强塑料在汽车工业中的应用。

图1所示。碳纤维增强塑料在汽车工业中的应用

这些高模量复合材料已经在航空航天和飞机工业中证明了它们的性能。然而，生产汽车零件的周期更快，热固性树脂必须在几分钟内固化，而不是几小时。

动态-机械分析(DMA)。方法和仪器

DMA方法主要用于分析聚合物的粘弹性性能。阻尼特性和刚度是在振荡力作用下由时间、频率和温度决定的。

的动态机械分析仪DMA E Artemis为温度范围从-170°C到600°C的所有复合材料提供了高度精确的杨氏模量。

图2中的测量结果显示了碳纤维增强环氧树脂的存储模量E’(绿色曲线)、损耗模量E”(红色曲线)和损耗因子tan5(蓝色曲线)与温度的关系。片层样品的测量是在频率为10Hz和3K/min的“弯曲模式”下进行的。

在达到120°C之前，该材料甚至比钛更硬，在140000MPa。在158°C (E'的外推起始温度)，模量下降由于环氧基体的玻璃化转变。E”和tan5对应的峰值分别在180°C和188°C。

图2。对高模量碳纤维增强环氧树脂的DMA测量结果

DMA 242 E Artemis -高级功能的复合材料和更多

的DMA 242 E Artemis，如图3所示，为复合材料的研究和开发、质量控制和失效分析提供了许多好处。如图4所示，改进的带有自由推杆的单悬臂弯曲样品架定量地保证了在低阻尼值(E”，tan5)下的高存储模量值(E’)。

这里的样品被紧紧固定在一端，一个自由的推杆在另一端以一个叠加的静力振荡。对于数据采集，傅里叶变换可以得到高度敏感和准确的变形幅度和准确的相移。

与传统的模拟技术相比，该数字滤波技术的信噪比提高了一个数量级，没有任何相位延迟。样品支架类型、动态力、变形幅度、频率和温度的5维系统刚度校准程序考虑了DMA设置的所有影响因素。通过“旋转调谐”，DMA电子器件的相移也被考虑在内。这为极硬的材料，如复合材料、金属和陶瓷，提供了较低的鞣质值。亚博网站下载

图3。通用的DMA 242 E

图4。复合材料弯曲试样夹

DMA 242 E Artemis - At a Glance

的主要特点DMA 242 E Artemis是:

• 健壮的DMA设计
• 特殊样品夹
• 浸泡试验能力
• 数据的傅里叶变换
• 5维系统刚度标定
• 高模量复合材料的可靠定量数据

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