纖維聚合物復(fù)合材料的濕擴(kuò)散行為研究.pdf

1、纖維聚合物復(fù)合材料越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于航空航天、土木工程和船舶工業(yè)中,以其輕質(zhì)、低價(jià)和高模量等優(yōu)點(diǎn)被廣大工程師所青睞。但在實(shí)際應(yīng)用中聚合物復(fù)合材料常常暴露在濕熱環(huán)境下,含水量對(duì)其力學(xué)性能影響很大。此外濕度對(duì)纖維與基體間的結(jié)合能力也有較大的影響。因此研究復(fù)合材料的吸濕行為對(duì)復(fù)合材料的應(yīng)用至關(guān)重要。
　　 本文運(yùn)用細(xì)觀力學(xué)方法對(duì)纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的濕擴(kuò)散問(wèn)題進(jìn)行了研究,預(yù)測(cè)了復(fù)合材料的等效濕擴(kuò)散性能,分析了溫度和體分比對(duì)吸濕行為的

2、影響規(guī)律。其主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了預(yù)測(cè)復(fù)合材料的等效濕擴(kuò)散性能方法,即試驗(yàn)測(cè)定方法、經(jīng)驗(yàn)公式、逾滲理論以及有限元法。分別利用這些方法建立了計(jì)算復(fù)合材料的等效濕擴(kuò)散系數(shù)模型,并利用這些模型分別求解了復(fù)合材料的濕擴(kuò)散性能,通過(guò)與前人試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,論證了該模型預(yù)測(cè)復(fù)合材料的濕擴(kuò)散性能的可行性。
　　 (2)利用有限元方法,借助ABAQUS軟件重點(diǎn)模擬了不可滲透和可滲透兩種情況下規(guī)則排列纖維復(fù)合材料的等效濕擴(kuò)散性能

3、,得到了等效濕擴(kuò)散系數(shù)。并分析了體分比和溫度對(duì)復(fù)合材料濕擴(kuò)散性能的影響規(guī)律。
　　 (3)通過(guò)Delaunary三角形生成了Voronoi模型,利用該模型模擬了無(wú)序纖維復(fù)合材料的等效濕擴(kuò)散性能,結(jié)果與ABAQUS的模擬結(jié)果基本一致,推廣了Voronoi模型的應(yīng)用。
　　 (4)把前人試驗(yàn)獲得的復(fù)合材料的吸濕參數(shù)作為參考依據(jù),用ABAOUS模擬了復(fù)合材料的吸濕行為,得到了不同時(shí)間、不同溫度下復(fù)合材料的吸濕量,繪制了時(shí)間—吸