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碳纖維復合材料單向層合板的智能特性

　　碳纖維加強聚合物復合資料存在比強度大、比模量高、耐疲勞性強、減震機能好等優(yōu)點，然而其環(huán)境牢固性差，常因環(huán)境的劣化受到傷害，產(chǎn)生突發(fā)性破壞，因此對其進行在線實時監(jiān)測顯得尤為重要。碳纖維制品擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強度大，硬度高，遠超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領域有著廣泛的應用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術發(fā)達的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術，保持著極其謹慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進口，還受到發(fā)達國家的嚴格控制。80年代以來，人們普遍地研究了通過外植人傳感器(如光纖)形成智能復合資料結構來實現(xiàn)自監(jiān)測的方法，但其存在一些問題，那么怎么解決這些問題呢？ 123,123

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產(chǎn)生的問題有：
　　(1)大最光纖的埋入可能引起資料結構機能就降落；
　　(2)光纖傳感器不能利用于已生產(chǎn)的結構；
　　(3)一旦埋入的光纖傳感器產(chǎn)生故障則無奈修復；
　　(4)光纖與基體脫粘將導致結構破壞；
　　(5)花費大、代價高。碳纖維型材在之前還有一種說法是，碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比，碳纖維的強度等于金屬強度的12陪。與之比較，利用連續(xù)碳纖維加強復合資料的電阻變更特點形成的智能復合資料不存在上述問題，它存在全場響應、無強度演變、靈敏度高、簡便易行、經(jīng)久耐用等優(yōu)點，愈來愈受到研究者的高度器重。為了對碳纖維加強聚合物復合資料單層板的智能性有進一步理解，科學家們做了很多實驗。
實驗結構如下：
　　(1)CFRP單向層合板存在有壓阻效應，壓阻效應的大小隨鋪層方向角的變更而轉變，偏軸拉伸、橫向拉伸時的壓阻效應均比縱向拉伸時要強，且隨著鋪層方方向角的增大越加明顯。碳纖維復合材料經(jīng)過一系列熱處理轉化而成，含碳量高于90%的無機高性能纖維，是一種力學性能優(yōu)異的新材料，具有碳材料的固有本性特征，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。 123,123
　　(2)不同鋪層方向CFRP單向層合板拉伸時電阻變更特點各不雷同。該特點比拉伸中應力、應變的變更能更多地反應有關資料內(nèi)部結構變更的信息，如變形、纖維斷裂等。