芳纶纤维复合材料弯曲性能试验仿真.pdf

《芳纶纤维复合材料弯曲性能试验仿真.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、塑料2013年42卷第4期寇兴才等——芳纶纤维复合材料弯曲性能试验仿真芳纶纤维复合材料弯曲性能试验仿真寇兴才，李旭东，张赋，李俊琛(兰州理工大学甘肃省有色金属新材料国家重点实验室，甘肃，兰州730050)摘要：对叠层结构芳纶纤维织物增强复合材料的弯曲性能试验进行仿真，分析±45。纤维铺层对复合材料弯曲性能的影响。参照GB／T3356—1999弯曲性能试验，生成了4种不同铺层结构小尺寸试样的几何模型，建立了三点弯曲试验的有限元模型，计算得到了试样的应力场结果，预测了试样的弯曲弹性模量及弯曲强度。结果表明：±45。芳纶纤维铺层将提高叠层结构的弯曲性能，为叠层结构的铺层优化设计提供了技术支持。关键

2、词：纤维织物；铺层角度；弯曲性能；有限元模型；复合材料中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：1001—9456(2013)04—0078—04ExperimentalSimulationOilFlexuralPropertiesofKevlarFiberCompositeKOUXing—eai，LIXu—dong，ZHANGFu，LIJun—chen(StateKeyLaboratoryofNewNon—FerrousMetalMaterial，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou，Gansu730050，China)Abstract：Thebe

3、ndingtestaboutlaminatedstructuremadeofkevlarfabricreinforcedcompositewassimulated．Theeffectof±45。fiberlayeronthecompositebendingpropertieswasstudied．ReferencingtoGB／T3356—1999bendingtest．smallsizespecimengeometrymodelsaboutfourdifferentlayerstructuresweregenerated，andfiniteelementmodelsaboutthreepo

4、intbendingtestwerebuilt．Theresultsobtainedthestressfieldsofthesamples．Bendingelasticmodulusandbendingstrengthofthespecimenswerepredicted．Theresultsshowedthat±45。kevlarfiberlayercouldimprovethebendingpropertiesoflaminatedstructure，anditprovidedtechnicalsupportforlaminatedstructurelayeroptimumdesign．

5、Keywords：fiberfabric；layerangle；flexuralproperty；finiteelementmodel(FEM)；composite复合材料的弯曲性能取决于增强材料和基体材料的性能，试验时，试样下侧为单向拉伸，上侧为单向压缩，对表面缺陷敏以及它们之间的界面结合情况。在外载荷作用下，增强材料起感。主要承载作用。因此，复合材料的弯曲性能主要取决于增强材料的力学性能、含量及它们的排列方式-2]。对于叠层结构芳纶纤维织物增强树脂基复合材料而言，芳纶纤维的铺层角度对复合材料的力学性能影响较大]。国内外学者提出了一些调整芳纶纤维复合材料弯曲性能的方法。LinJie等通过添

6、加预压应力的方法，杨朝坤”等通过调整纤维体积含量及表面编织角的方法，都改变了复合材料的弯曲性能。文章将采用有限元方法仿真弯曲性能试验，预测叠图1弯曲试验机3-况层结构的弯曲性能参数，通过设计4种不同铺层方案的芳纶纤按照国标规定尺寸制备标准试样并进行弯曲性能试验，复维斜纹机织小尺寸试样，分析纤维铺层角度对复合材料弯曲性合材料弯曲模量的计算如式(1)。能的影响，为该材料在实际应用方面提供设计参考。1弯曲试验=(1)参照GB／T3356—1999进行弯曲性能试验，使用矩形截面试式中：E，为弯曲弹性模量，TPa；△P为对应于载荷挠度曲线上直样，简支梁三点弯曲中心加载，试验机工况如图1所示]。弯曲线段

7、的载荷增量，N；L为两支座间的距离，m；b为试样宽收稿日期：2012—12—21作者简介：寇兴才(1987一)，男，在读硕士研究生。通信联系人：李旭东(1959一)，男，博士，博士生导师，主要从事材料微结构的计算机模拟的研究。E—mail：lixd@lutcn。一78—塑料寇兴才等——芳纶纤维复合材料弯曲性能试验仿真2013年42卷第4期(上接73页)械，2012，30(2)：30—33．[8]康俊远，严丽，