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碳環(huán)氧樹脂復合材料吸濕行為的有限元分析

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-06-30  來源:復材應(yīng)用技術(shù)網(wǎng)  瀏覽次數(shù):66

       復合材料因具有優(yōu)良的綜合性能,在國民經(jīng)濟、國防建設(shè)等各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。特別是碳纖維增強環(huán)氧樹脂基復合材料( CFL/EP)已經(jīng)成為航空航天飛行器結(jié)構(gòu)件中的重要材料。但由于其在服役過程中常常受到各種環(huán)境因素的影響,尤其是濕熱環(huán)境的影響,使材料吸濕,內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,使其強度和使用壽命大大降低,造成很大損失。因此,研究復合材料在濕熱環(huán)境中由吸濕所導致的濕熱殘余應(yīng)力及其演化規(guī)律對提高材料性能和延長材料壽命有著重要意義。為了克服試驗手段帶來的不便,本文采用ABAQUS有限元分析軟件對CFL/EP復合材料的吸濕過程進行模擬計算,該軟件可模擬靜力學、動力學、熱傳導、質(zhì)量擴散等領(lǐng)域的各種問題。天津大學的孫麗等人應(yīng)用ABAQUS軟件,通過建立標準六邊形纖維模型對CFL/EP復合材料進行了吸濕質(zhì)量擴散模擬,在本文的計算中,將運用其質(zhì)量擴散模塊,并建立相對誤差較小的纖維隨機分布模型,對碳纖維增強環(huán)氧樹脂基( CFL/EP)復合材料進行吸濕后水分濃度場的分析計算,并對二者進行比較,為后續(xù)的濕熱應(yīng)力分析打下基礎(chǔ)。

       本文應(yīng)用ABAQUS有限元分析軟件的質(zhì)量擴散模塊,采用纖維隨機分布模型對環(huán)境溫度T=37℃,相對濕度為RH=100%的碳纖維增強環(huán)氧樹脂基(CFL/EP)復合材料進行了吸濕后水分濃度場的分析計算,結(jié)果表明:有限元分析方法能夠較好的模擬復合材料的吸濕行為;采用隨機模型的有限元分析結(jié)果比標準六邊模型更接近試驗值,誤差減小,從而為后續(xù)的濕熱應(yīng)力分析打下基礎(chǔ)。

資料下載:   碳環(huán)氧樹脂復合材料吸濕行為的有限元分析.pdf
 
關(guān)鍵詞: 碳環(huán)氧樹脂 復合材料
 
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