多壁碳纳米管增强环氧胶粘剂在玻纤增强复合材料共固化制造中的增强效果研究

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高性能环氧基共固化制造技术已广泛应用于航空航天领域复合材料结构（如机翼、框架和肋骨）的连接。本研究旨在探讨多壁碳纳米管（MWCNTs）添加对共固化制造玻纤增强复合材料（GFRP）力学性能和自由振动特性的影响。实验结果表明，添加1 wt.% MWCNTs使共固化复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高27.8%（344 MPa）和26.16%（379.12 MPa）。剪切分析表明，0.25 wt.% MWCNT增强使共固化搭接接头的剪切强度显著提升63.8%（16.79 MPa）。扫描电子显微镜和原子力显微镜观察表明，MWCNTs的均匀分散改善了界面粘结，偏转了裂纹扩展路径，并形成了不均匀表面。对比纯胶粘剂和改性胶粘剂的失效模式，MWCNTs的存在有效地将共固化复合材料的胶粘剂失效模式转变为内聚失效，从而提高了共固化复合材料的失效强度。自由振动实验分析表明，添加1 wt.% MWCNTs增加了基频，而较低含量的MWCNTs添加则因复合材料中团聚区域大量形成而增加了固有阻尼，导致应力水平升高，纤维与基体间的粘结减弱。

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