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    復合材料樹脂基體應力的有限元分析

    發布于:2023-10-15 19:24
    有限元分析

          有限元分析結果圖中只顯示了彎曲應力小于70MPa的樹脂基體應力云圖,因為應力大于70MPa超過了樹脂基體的最大強度,所以認為這部分樹脂基體遭到了破壞?梢钥闯鰳渲w破壞最嚴重的位置在復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,三維淺交彎聯機織復合材料在彎曲形變為5mm時,主要的破壞形式是部分樹脂基體的破碎,而纖維增強體并沒有發生明顯損壞。比較圖5(a)、(b)可以看出,三維淺交彎聯機織復合材料在承受彎曲載荷作用時,纖維增強體的彎曲應變明顯小于樹脂基體的彎曲應變。
          由圖中可以看出,纖維增強體較大的彎曲應變主要分布在上下壓頭位置,而三個壓頭之間的區域及預制體兩端位置的纖維增強體彎曲應變較小。應變最大值位于下壓頭附近的纖維增強體上,最大彎曲應變為28.85um/mm;彎曲應變最小的區域位于纖維增強體兩端的位置,最小彎曲應變為0.18um/mm。
          由圖可知,樹脂基體的彎曲應變分布與纖維預制體相似,上下壓頭位置彎曲應變較大,壓頭之間的區域及預制體兩端位置的樹脂基體彎曲應變較小。應變最大處位于下壓頭附近的樹脂基體上,最大彎曲應變為150.2um/mm;彎曲應變最小的區域位于上下壓頭之間,最小彎曲應變為0.30um/mm。結合圖5與數據分析,復合材料中樹脂基體的形變大于纖維體的形變,說明樹脂與纖維體之間已經發生了較為嚴重的脫粘現象,復合材料中的纖維體由樹脂中被抽拔出來。
          (1)三維淺交彎聯機織復合材料在承受彎曲載荷作用時,與上下壓頭接觸的位置彎曲應力與彎曲應變最大,承受的彎曲載荷、發生的彎曲形變最大,最容易發生彎曲破壞;壓頭之間的區域及試樣件兩端的位置彎曲應力與應變較小,不容易發生破壞。
          (2)三維淺交彎聯機織復合材料在承受位移為5mm的彎曲載荷作用時,破壞形式主要為樹脂基體的破裂和纖維的抽拔;承載過程中,纖維增強體起主要承載作用,樹脂基體起次要承載作用。


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