超声波焊接热塑性复合材料接头修复后的拉伸性能研究

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组装的热塑性复合材料（TPC）结构中的接头在服役过程中易受损伤，威胁结构完整性。开发有效的修复方法以恢复结构强度和改善修复质量至关重要。随着TPC接头焊接组装技术的发展，评估其可修复性具有重要意义。本研究采用多功能纳米复合膜修复超声波焊接接头。以玻纤/聚丙烯（GF/PP）为基体，在其间层夹入多壁碳纳米管/聚丙烯（MWCNT/PP）纳米复合膜，通过超声波焊接修复单搭接剪切接头。研究了拉伸载荷下的力学性能和重复修复操作（三个循环）对搭接剪切强度（LSS）的影响，并对比了MWCNT/PP膜修复试样与对照试样（纯PP膜）的性能。结果表明，纯PP膜修复在三个循环中分别恢复了初始试样LSS的94.5%、89.4%和86.7%，具有显著的强度恢复潜力；而MWCNT/PP膜修复的强度恢复能力相对较弱。在力学测试过程中，焊接界面的电阻测量实现了修复GF/PP接头损伤机制的原位实时结构健康监测（SHM），并结合修复循环后的断口分析进行了深入研究。研究确认了超声波辅助技术对TPC接头的修复能力，MWCNT基纳米复合膜在修复接头的实时损伤检测中显示出应用潜力。

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