CFPPEK复合材料界面结构与性能

发布 2021-05-30 15:01:28 阅读 5139

万方数据。刘文博,等:cf复合材料界面结构与性能。

和酮的共轭特征使之能够与临近石墨层面形成电子。

作用。cf纤维ram谱表明,在cf/复合材料中,除了存在ppe与t70发生化学反应而结合的可能以外,两组分间还可以通过电子授受途径形成强的相互作用。

复合材料界面强度模拟与分析鉴于目前对界面层的模量和厚度没有精确的测量方法,因此采用tsi修正的剪滞模型卜lag下称以及非线性有限元方法(nl就不同的界面层模量和厚度对cf/复合材料的界面强度进行了模拟计算。并与微脱粘试验结果进行了对比分析。

有限元模型单元构造、施加位移和载荷的边界条件如图6所示。材料属性见表2。

协(b)岫叽。

图6有限元单元构造及边界约束条件。

表2碳纤维和树脂ppe材料性能参数。

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.3.界面层模量。

界面层相对于整个复合材料而言所占的体积含量非常小,因此经验认为基体应力、应变场不会随着界面层改变而发生太大的变化。在模拟计算中,通过改变界面模量与基体模量的比值来讨论界面模量对界面剪切强度的影响。具体取值为e。

/分别等于和30。

从图7中可以看出,it微脱粘法)计算方法由于其没有考虑界面层模量,所得到的界面剪切强。

时。皇。

图7界面剪切强度与模量间的关系。

度值为常数。与之相反以及nlf考虑到界面层模量的变化得到线性增加的结果,界面剪切应力随着ei/值的增大而增大。但是伴随着e/e值的增大,界面强度已不再是材料破坏的主导因素。

因为当e;/一7.5时,界面处的环向应力与剪切应力达到同样的数量级。当e/e一30时,界面处的环向应力和轴向压应力分别为剪应力的3倍和6倍。此时,界面将产生压缩破坏或混合失效模式下的破坏,而再也不是纯剪应力导致的剪切破坏了。

显然,高的界面模量取值所得到的结果是不准确的。

.3.界面层厚度。

在模拟计算中,改变界面层厚度取值来讨论界面层厚度对剪切强度的影响。具体取值分别等于和0.2

从图8中its和nlf的结果可以看出,界面层厚度对其强度值影响不大。因为对最基本的模型——纤维体积分数为67%界面层模量取值1.5伴随着界面层厚度的增大,其所占得体积分数增大,但是此时复合材料有效模量基本上不变化,可以说界面层厚度对界面剪切强度仅仅为边缘效应。而计算得到的界面强度为线性增加的结果,且其所得结果比nlf高18%

结论。ps、光谱和微脱粘界面剪切强度试验。

及细观力学模拟分析,证明t70碳纤维与ppe

万方数据。

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