三维随机纤维材料高温压缩性能研究

【作者】 李大涛； 方钦志； 申胜平；

【机构】 机械结构强度与振动国家重点实验室航天学院西安交通大学；

【摘要】 采用试验的方法、微观模型和有限元模型研究三维随机纤维材料在厚度方向(through-the-thickness,TTT)和面内方向(in-plane,IP)高温压缩性能。试验表明三维随机纤维材料断裂强度与弹性模量并非随温度增加逐渐降低。利用一个微观模型和有限元模型来模拟三维随机纤维的试验结果,微观的模型的纤维间隙(D_i)可以通过三维随机纤维材料的常温试验结果获得。相比于微观模型,三维随机纤维材料有限元模型需要材料的空隙率P、纤维直径D、纤维长度L和标准偏差φ以及与温度相关的纤维材料属性。而有限元建模方法提供了一个更直接的方法来建立三维随机纤维材料属性宏观特性与细观细节的关系,而微观模型正好忽略了材料的随机性。试验结果可以和有限元模型和微观模型结果相对应。更多还原