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188宝金博页面版: 高速列车用PMI泡沫力学性能研究

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内容提示: 20 0 6 年第4 期玻璃钢/复合材料13高速列车用P M I泡沫力学性能研究孙春方, 李文晓, 薛元德, 胡( 同济大学航空航天与力学学院, 上海培20 0 0 9 2)摘要: 本文对车用复合材料夹层结构用P M I泡沫R O H A C E L L 7 1S 进行了拉伸、 压缩、 剪切试验。 试验表明, R O H A C E L L 7 1S泡沫的性能优于A /R E XR 82. 80, 能满足高速列车车体夹层结构用泡沫的要求。关键词: 列车车体; 聚合物泡沫; 力学性能中图分类号: T U 532+ ?4文献标识码: A文章编号: 10 0 3—0 9 9 9 ( 20 0 6 )0 4 —0 0 13—0 41引泡沫材料是一种由形成孔穴的棱边和壁面的固言体杆或固体板所构成的相互联结的多孑L 固体。 泡沫材料的孑L 穴由三维空间填充的多面体构成。 如果组成泡沫体的固...

文档格式:PDF | 页数:4 | 浏览次数:104 | 上传日期:2015-04-10 11:43:14 | 文档星级:
20 0 6 年第4 期玻璃钢/复合材料13高速列车用P M I泡沫力学性能研究孙春方, 李文晓, 薛元德, 胡( 同济大学航空航天与力学学院, 上海培20 0 0 9 2)摘要: 本文对车用复合材料夹层结构用P M I泡沫R O H A C E L L 7 1S 进行了拉伸、 压缩、 剪切试验。 试验表明, R O H A C E L L 7 1S泡沫的性能优于A /R E XR 82. 80, 能满足高速列车车体夹层结构用泡沫的要求。关键词: 列车车体; 聚合物泡沫; 力学性能中图分类号: T U 532+ ?4文献标识码: A文章编号: 10 0 3—0 9 9 9 ( 20 0 6 )0 4 —0 0 13—0 41引泡沫材料是一种由形成孔穴的棱边和壁面的固言体杆或固体板所构成的相互联结的多孑L 固体。 泡沫材料的孑L 穴由三维空间填充的多面体构成。 如果组成泡沫体的固体是孔穴的棱边( 孔穴通过开口的壁面相连), 则泡沫体是开孔的, 孔穴与其相邻的孔穴相互封闭隔离, 则泡沫体是“闭孔的” , 有些泡沫材料含有一部分开孔, 也含有一部分闭孔。 多孔固体区别于其它材料的最重要特征是其相对密度P ’ /P 。 , 即多孔固体的密度P + 除以构成孔壁固体的密度P 。 。 聚合物的发泡是通过气体充入液态单体或热聚合物使气泡长大并稳定, 然后经交联或冷却使其整体固化。 气体充人方式一是机械搅拌, 二是发泡剂混入聚合物。 泡沫材料的性能取决于两组独立的参数。 第一组是描述泡沫体几何结构的孔穴的大小和形状、 物质在孔棱和孑L 面之间的分配方式及其相对密度或孔率; 第二组是描述孔壁构成材料的内在性质的参数。2P M I发泡材料P M I是一种用于轻质夹层结构的闭孔刚性发泡材料, 通过加热甲基丙烯酸/甲基丙烯腈共聚板发泡制造。 发泡过程中共聚物转变成聚甲基丙烯酰亚胺。 发泡温度在17 0 0 C 以上, 根据密度和型号不同而不同。 发泡后泡沫块温度冷却至室温。 图1为其结构的显微照片和微观结构。 空穴大。 . 5—0 .7 m m 。 P M I材料的压缩杨氏模量为520 0 M P a , 压缩屈服强度为9 0 M P a , 密度为120 0 k g /m 3。 P M I泡沫是一种各向同性10 0 %闭孔泡沫, 能与湿法和预浸料及热塑性树脂兼容, 具有较好的强度一重量比、 抗疲劳性能、 防火性能和燃烧时不释放有害物质, 可热收稿日期: 2005一lO - 26作者简介: 孙春方( 19 6 3一), 男, 副研究员, 博士研究生。成形, 加工中具有较好的抗压缩蠕变性能。 P M I泡沫的这些性能特点使得它在车辆、 船舶、 航空航天得到运用, 如日本新干线E 4 型高速火车头、 U M O EM a n d a l公司的M T B 高速船、 “虎” 式直升机的引擎罩、 空中客车A 34 0 - 50 0 和60 0 选择P M I泡沫加强气密机舱的隔板、 D elta II运载火箭有效载荷整流罩、D e ltaIII火箭级间段及D elta IV 火箭有效载荷整流罩、 级间段、 中问体、 隔热罩和推进器鼻锥结构等。图1P M I泡沫结构的显微照片和微观结构夹层结构的泡沫芯材会受到拉伸、 压缩、 剪切的作用, 研究泡沫拉伸、 压缩、 剪切时的力学性能对高速列车车体夹层结构的设计是非常重要。泡沫拉伸与压缩很大区别是拉伸应力可引起快速断裂, 而压缩则引起渐进式的压损。 在线弹性阶段, 闭孔泡沫的模量由空棱弯曲、 孔面延伸和闭合气体压力等决定。 文献[ 1]给出了近似表达式等一扩(分)2+(1一中)(等)+揣(1)式中相对密度P + /p 。 = 8 0 /120 0 = 0 . 0 67 , 少为孔穴鲁一÷[ 扩( L )2+ ( 1一少)( L )]r , sOp I秽‘一÷( 2)P sj棱边所含固体的体积分数, 对P M I泡沫咖= 0 . 8 , ( 1一西)为孔壁所含固体的体积分数, P 。 为初始闭合气体压力一般为大气压0. 1M P a , P M I材料压缩杨氏模  万方数据

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