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1、塑料2013年42卷第4期寇興才等——芳綸纖維復(fù)合材料彎曲性能試驗(yàn)仿真芳綸纖維復(fù)合材料彎曲性能試驗(yàn)仿真寇興才，李旭東，張賦，李俊琛(蘭州理工大學(xué)甘肅省有色金屬新材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅，蘭州730050)摘要：對(duì)疊層結(jié)構(gòu)芳綸纖維織物增強(qiáng)復(fù)合材料的彎曲性能試驗(yàn)進(jìn)行仿真，分析±45。纖維鋪層對(duì)復(fù)合材料彎曲性能的影響。參照GB／T3356—1999彎曲性能試驗(yàn)，生成了4種不同鋪層結(jié)構(gòu)小尺寸試樣的幾何模型，建立了三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的有限元模型，計(jì)算得到了試樣的應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果，預(yù)測(cè)了試樣的彎曲彈性模量及彎曲強(qiáng)度。結(jié)果表明：±45。芳綸纖維鋪層將提高疊層結(jié)構(gòu)的彎曲性能，為疊層結(jié)構(gòu)的鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持。關(guān)鍵
2、詞：纖維織物；鋪層角度；彎曲性能；有限元模型；復(fù)合材料中圖分類號(hào)：TB332文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001—9456(2013)04—0078—04ExperimentalSimulationOilFlexuralPropertiesofKevlarFiberCompositeKOUXing—eai，LIXu—dong，ZHANGFu，LIJun—chen(StateKeyLaboratoryofNewNon—FerrousMetalMaterial，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou，Gansu730050，China)Abstract：Thebe
3、ndingtestaboutlaminatedstructuremadeofkevlarfabricreinforcedcompositewassimulated．Theeffectof±45。fiberlayeronthecompositebendingpropertieswasstudied．ReferencingtoGB／T3356—1999bendingtest．smallsizespecimengeometrymodelsaboutfourdifferentlayerstructuresweregenerated，andfiniteelementmodelsaboutthreepo
4、intbendingtestwerebuilt．Theresultsobtainedthestressfieldsofthesamples．Bendingelasticmodulusandbendingstrengthofthespecimenswerepredicted．Theresultsshowedthat±45。kevlarfiberlayercouldimprovethebendingpropertiesoflaminatedstructure，anditprovidedtechnicalsupportforlaminatedstructurelayeroptimumdesign．
5、Keywords：fiberfabric；layerangle；flexuralproperty；finiteelementmodel(FEM)；composite復(fù)合材料的彎曲性能取決于增強(qiáng)材料和基體材料的性能，試驗(yàn)時(shí)，試樣下側(cè)為單向拉伸，上側(cè)為單向壓縮，對(duì)表面缺陷敏以及它們之間的界面結(jié)合情況。在外載荷作用下，增強(qiáng)材料起感。主要承載作用。因此，復(fù)合材料的彎曲性能主要取決于增強(qiáng)材料的力學(xué)性能、含量及它們的排列方式-2]。對(duì)于疊層結(jié)構(gòu)芳綸纖維織物增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料而言，芳綸纖維的鋪層角度對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能影響較大]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了一些調(diào)整芳綸纖維復(fù)合材料彎曲性能的方法。LinJie等通過(guò)添
6、加預(yù)壓應(yīng)力的方法，楊朝坤”等通過(guò)調(diào)整纖維體積含量及表面編織角的方法，都改變了復(fù)合材料的彎曲性能。文章將采用有限元方法仿真彎曲性能試驗(yàn)，預(yù)測(cè)疊圖1彎曲試驗(yàn)機(jī)3-況層結(jié)構(gòu)的彎曲性能參數(shù)，通過(guò)設(shè)計(jì)4種不同鋪層方案的芳綸纖按照國(guó)標(biāo)規(guī)定尺寸制備標(biāo)準(zhǔn)試樣并進(jìn)行彎曲性能試驗(yàn)，復(fù)維斜紋機(jī)織小尺寸試樣，分析纖維鋪層角度對(duì)復(fù)合材料彎曲性合材料彎曲模量的計(jì)算如式(1)。能的影響，為該材料在實(shí)際應(yīng)用方面提供設(shè)計(jì)參考。1彎曲試驗(yàn)=(1)參照GB／T3356—1999進(jìn)行彎曲性能試驗(yàn)，使用矩形截面試式中：E，為彎曲彈性模量，TPa；△P為對(duì)應(yīng)于載荷撓度曲線上直樣，簡(jiǎn)支梁三點(diǎn)彎曲中心加載，試驗(yàn)機(jī)工況如圖1所示]。彎曲線段
7、的載荷增量，N；L為兩支座間的距離，m；b為試樣寬收稿日期：2012—12—21作者簡(jiǎn)介：寇興才(1987一)，男，在讀碩士研究生。通信聯(lián)系人：李旭東(1959一)，男，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事材料微結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)模擬的研究。E—mail：lixd@lutcn。一78—塑料寇興才等——芳綸纖維復(fù)合材料彎曲性能試驗(yàn)仿真2013年42卷第4期(上接73頁(yè))械，2012，30(2)：30—33．[8]康俊遠(yuǎn)，嚴(yán)麗，
