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    復(fù)合材料樹(shù)脂基體應(yīng)力的有限元分析

    發(fā)布于:2023-10-15 19:24
    有限元分析

          有限元分析結(jié)果圖中只顯示了彎曲應(yīng)力小于70MPa的樹(shù)脂基體應(yīng)力云圖,因?yàn)閼?yīng)力大于70MPa超過(guò)了樹(shù)脂基體的最大強(qiáng)度,所以認(rèn)為這部分樹(shù)脂基體遭到了破壞。可以看出樹(shù)脂基體破壞最嚴(yán)重的位置在復(fù)合材料上表面與上壓頭的接觸處、下表面與上壓頭垂直的位置以及與下壓頭接觸的位置。綜上所述,三維淺交彎聯(lián)機(jī)織復(fù)合材料在彎曲形變?yōu)?mm時(shí),主要的破壞形式是部分樹(shù)脂基體的破碎,而纖維增強(qiáng)體并沒(méi)有發(fā)生明顯損壞。比較圖5(a)、(b)可以看出,三維淺交彎聯(lián)機(jī)織復(fù)合材料在承受彎曲載荷作用時(shí),纖維增強(qiáng)體的彎曲應(yīng)變明顯小于樹(shù)脂基體的彎曲應(yīng)變。
          由圖中可以看出,纖維增強(qiáng)體較大的彎曲應(yīng)變主要分布在上下壓頭位置,而三個(gè)壓頭之間的區(qū)域及預(yù)制體兩端位置的纖維增強(qiáng)體彎曲應(yīng)變較小。應(yīng)變最大值位于下壓頭附近的纖維增強(qiáng)體上,最大彎曲應(yīng)變?yōu)?8.85um/mm;彎曲應(yīng)變最小的區(qū)域位于纖維增強(qiáng)體兩端的位置,最小彎曲應(yīng)變?yōu)?.18um/mm。
          由圖可知,樹(shù)脂基體的彎曲應(yīng)變分布與纖維預(yù)制體相似,上下壓頭位置彎曲應(yīng)變較大,壓頭之間的區(qū)域及預(yù)制體兩端位置的樹(shù)脂基體彎曲應(yīng)變較小。應(yīng)變最大處位于下壓頭附近的樹(shù)脂基體上,最大彎曲應(yīng)變?yōu)?50.2um/mm;彎曲應(yīng)變最小的區(qū)域位于上下壓頭之間,最小彎曲應(yīng)變?yōu)?.30um/mm。結(jié)合圖5與數(shù)據(jù)分析,復(fù)合材料中樹(shù)脂基體的形變大于纖維體的形變,說(shuō)明樹(shù)脂與纖維體之間已經(jīng)發(fā)生了較為嚴(yán)重的脫粘現(xiàn)象,復(fù)合材料中的纖維體由樹(shù)脂中被抽拔出來(lái)。
          (1)三維淺交彎聯(lián)機(jī)織復(fù)合材料在承受彎曲載荷作用時(shí),與上下壓頭接觸的位置彎曲應(yīng)力與彎曲應(yīng)變最大,承受的彎曲載荷、發(fā)生的彎曲形變最大,最容易發(fā)生彎曲破壞;壓頭之間的區(qū)域及試樣件兩端的位置彎曲應(yīng)力與應(yīng)變較小,不容易發(fā)生破壞。
          (2)三維淺交彎聯(lián)機(jī)織復(fù)合材料在承受位移為5mm的彎曲載荷作用時(shí),破壞形式主要為樹(shù)脂基體的破裂和纖維的抽拔;承載過(guò)程中,纖維增強(qiáng)體起主要承載作用,樹(shù)脂基體起次要承載作用。


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