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基于兰姆波的自我评估方法...
纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料层压板具有优异的强度、刚度和设计灵活性，被广泛应用于航空航天和工程领域。然而，FRP 层压板易受低速冲击损伤 [1]。冲击事件通常会造成内部损伤，而外部损伤迹象却很小，这也称为几乎看不见的冲击损伤 (BVID)。这种隐藏损伤对层压板性能的影响可能非常显著，特别是在压缩状态下，强度可能降低高达 50% [2]。因此，有必要定期进行无损检测或实施结构健康监测 (SHM) 系统来检测损伤的存在并防止结构发生灾难性故障 [3]。因此，在设计中纳入了大量安全因素以确保其安全性和可靠性，从而使复合材料结构重量更重、截面更厚。传统上，一旦在复合材料结构中检测到损伤，就会设计并进行临时或结构修复。这些问题的另一种解决方案是应用自修复 FRP 复合材料。自修复可以减轻撞击事件造成的损害，从而有机会改善 FRP 的设计容许值或提供其他好处，如减少维护和检查时间[4]。20 世纪 80 年代初，Wool 和 O'Conner 在裂纹修复的背景下探索了聚合物中修复材料的概念[5]。这项初步工作重点是了解如何使用溶剂焊接方法修复或修复裂纹。在这项研究中，Wool 和 O'Conner
从航空到骨科：由动态聚合物网络制成的聚合物贴片
弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所 (IFAM) 的研究人员开发出一种新型聚合物补片，它可以显著加速和简化以前费力、昂贵且耗时的受损轻型飞机部件修复过程。将这种可热成型、可回收的修补片压在受损区域，仅需 30 分钟即可完全固化。这种创新的纤维增强塑料用途广泛，可用于从航空到骨科等不同行业。修复轻型纤维复合材料部件（如用于飞机机翼、机身段、尾翼表面和舱门的部件）是一个费时、昂贵的过程，需要多个工作步骤。受损区域通常使用复杂的湿层压工艺或在表面应用纤维增强聚合物 (FRP) 或铝结构（称为双层）来修复。然而，这些方法需要较长的固化时间并需要额外的粘合剂。弗劳恩霍夫 IFAM 的研究人员现已开发出一种由动态聚合物网络（业内称为 vitrimers）制成的修补片，可将之前漫长而费力的修复过程缩短至 30 分钟。这种创新材料基于苯并恶嗪，这是一种新型热固性材料，也称为热固性材料，其真正特别之处在于，聚合塑料不会熔化，也不会像湿法层压中使用的传统树脂系统那样表现出其他行为。聚合物的动态网络过程使局部加热材料成为可能。完全固化的修补片在加热状态下可适应修复部位。在室温下，聚合物具有热固性，因此修补片不粘，储存时稳定。这节省了能源，因为修补片可以在室温下储存，不需要冷藏，从而降低了储存成本。修补片使用压力和热诱导交换反应应用于需要修复的轻质部件。它能够快速修复，30 分钟内完全固化。无需使用反应性危险材料，而传统树脂系统则必须如此。玻璃体特性使得可以在需要时移除补片，而不会留下任何残留物。“我们的无粘合剂、储存稳定的纤维增强补片可以直接修复受损的复合材料和混合结构。由于聚合物本质上是一种玻璃体，因此补片在储存过程中的表现类似于传统的热固性复合材料，但它也