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环氧树脂在非受限约束结构中的固化机理与模型验证

目录

文档概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2环氧树脂材料特性概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.3非受限约束结构固化研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.4本研究的主要内容及目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

环氧树脂固化基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1环氧树脂化学结构与固化反应原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2影响固化过程的主要因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.2.1胺类固化剂的作用机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.2体系热历史的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2.3添加剂对固化行为的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.3非受限约束条件下固化特性研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.4固化动力学模型概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

非受限约束结构固化机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.1固化过程中的体积变化与应力演化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.2网络结构形成与分子链运动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.3热-力耦合作用下固化行为研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.4不同固化阶段的特征与转变．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

固化过程数值模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.1模型基本假设与控制方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

4.2化学固化动力学模型的构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.2.1基于Arrhenius方程的反应速率表达．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.2.2网络结构指数模型的引入．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.3热传导与应力场耦合模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.4模型求解方法与算法选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

模型验证与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

5.1实验方案设计与数据采集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

5.1.1样品制备与固化条件控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

5.1.2物理性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

5.1.3力学性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

5.1.4微观结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

5.2模型预测结果与实验数据对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

5.2.1温度场对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

5.2.2应力场对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

5.2.3固化程度演化对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

5.3模型参数敏感性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

5.4结果讨论与模型修正方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62

6.1主要研究结论总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

6.2研究不足