17、材料性能研究与模拟分析

材料性能研究与模拟分析

在材料研究领域，对于热固性树脂、陶瓷基复合材料以及直升机燃油箱等不同材料和结构的性能研究至关重要。下面将分别介绍热固性树脂固化动力学、SiCf/SiC 复合材料的刚度与热残余应力以及抗坠毁直升机燃油箱的相关研究。

热固性树脂固化动力学研究

在热固性树脂的研究中，通过大量动态差示扫描量热法（DSC）实验，对固化反应进行了深入分析。研究发现，峰值温度（Tp）与加热速率的自然对数（lnβ）之间通常存在良好的线性关系，可用方程 Tp = T1 + ΔTlnβ 表示。这个方程不仅能更合理地外推 Tp 随 β 的变化趋势，还能用于解释不同材料表观活化能（Ea）高低的一些规律，Ea 近似等于 RT₁²/ΔT。

在实验中，绘制了 T 与 β 以及 T 与 lnβ 的关系图。结果显示，T 与 β 之间无明显线性关系，通过外推 β 到零来确定固化工艺参数并不合适；而 T 与 lnβ 则呈现出明显的线性关系。例如，在绘制 Ti、Tonset、Tp 和 Tf 与 lnβ 的关系图时，得到了相应的线性方程：
- Ti = 375.7504 + 7.37915 lnβ
- Tonset = 374.72458 + 11.8903lnβ
- Tp = 387.79535 + 13.42081lnβ
- Tf = 400.78775 + 21.01227lnβ

同时，还采用 Ozawa 和 Kissinger 方法，对不同组合的两个 DSC 数据进行了活化能计算，结果如下表所示：
| Pairs of ln β | Pairs of Tp(Tp1,Tp2)/K | Pairs