短纤维端部形状对其增强复合材料应力分布的影响

短纤维端部形状对其增强复合材料应力分布的影响

宇晓明;顾伯勤;张斌;陈立立;姜剑

【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》 【年(卷),期】2015(037)002

【摘要】采用ABAQUS软件分析了不同纤维端部形状下碳纤维增强树脂基复合材料的纤维端部应力分布.考虑的纤维端部形状包括平面、半椭球面、楔形面.结果表明:当长径比≥0.75时,半椭球面纤维端部复合材料力学性能优于平面和楔形纤维端部复合材料.进一步研究了界面相厚度、界面相弹性模量对纤维端部轴向应力和剪应力的影响.结果表明:轴向应力σB随界面相弹性模量的增加逐渐减小,界面相弹性模量较小时(E≤4 GPa左右),剪应力τD随着界面相弹性模量的增加而迅速增加,此后τD基本保持不变;当E≥3 GPa左右时,轴向应力σB随界面相厚度的增加逐渐减小.在所研究的界面相厚度(0.1、0.2、0.3μm)范围内,τD基本不随界面相厚度的变化而改变.所以界面相弹性模量应尽可能小于并接近于树脂基体的弹性模量(4 GPa),并适当增加界面相厚度有利于抑制界面脱粘破坏. 【总页数】5页(75-79)

【关键词】短纤维;复合材料;纤维端部形状;应力分布 【作者】宇晓明;顾伯勤;张斌;陈立立;姜剑

【作者单位】南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211800 【正文语种】中文