玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料缺口強(qiáng)度研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料成型技術(shù)的不斷完善，以及其具有比剛度比強(qiáng)度高、耐腐蝕性和抗疲勞性能好等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多。在汽車(chē)的構(gòu)成部件中，復(fù)合材料的應(yīng)用形式涵蓋汽車(chē)的結(jié)構(gòu)件和半結(jié)構(gòu)件，這些結(jié)構(gòu)件在組裝過(guò)程中需要對(duì)材料進(jìn)行鉆孔，因此，缺口強(qiáng)度作為復(fù)合材料的重要參數(shù)而被研究者廣泛使用，同時(shí)，不同因素對(duì)缺口強(qiáng)度的影響也成為學(xué)者們競(jìng)相研究的熱點(diǎn)。
　　本研究采用無(wú)堿玻璃纖維（GF）做增強(qiáng)體，分別以聚丙烯（PP）、聚甲醛

2、（POM）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺(PA)樹(shù)脂為基體，通過(guò)注塑成型的方法制備成GF/PP，GF/POM,GF/PC,GF/PA四種不同類(lèi)型的玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料，其中每種類(lèi)型的復(fù)合材料具有兩種不同的纖維含量。通過(guò)對(duì)八種復(fù)合材料的拉伸測(cè)試來(lái)探究開(kāi)孔對(duì)復(fù)合材料拉伸性能的影響，同時(shí)研究濕熱老化和低周拉伸疲勞對(duì)開(kāi)孔復(fù)合材料的影響，除了對(duì)力學(xué)性能的研究之外，還通過(guò)掃面電子顯微鏡（SEM）觀察法研究復(fù)合材料內(nèi)部纖維排列以及纖維與樹(shù)脂界面結(jié)合情況。結(jié)果

3、表明：當(dāng)玻璃纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同時(shí)，GF/PA復(fù)合材料的拉伸性能最佳，而GF/PP復(fù)合材料的拉伸性能最差；通過(guò)開(kāi)孔前后玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度比較可知，開(kāi)孔對(duì)GF/PP復(fù)合材料拉伸性能幾乎沒(méi)有影響，而對(duì)GF/POM、GF/PC、GF/PA復(fù)合材料的拉伸性能有較顯著影響，并且開(kāi)孔對(duì)復(fù)合材料的影響隨著纖維質(zhì)量含量的提高而增大；通過(guò)有限元模擬探究四種復(fù)合材料對(duì)開(kāi)孔的敏感性，根據(jù)模擬結(jié)果，GF/PA復(fù)合材料對(duì)開(kāi)孔敏感性最高，與拉伸試驗(yàn)結(jié)果相似；對(duì)于

4、開(kāi)孔GF/PP復(fù)合材料和GF/PC復(fù)合材料，隨著濕熱老化時(shí)間的延長(zhǎng)，其吸水率和重量損失率均沒(méi)有明顯的變化；而對(duì)于開(kāi)孔GF/POM復(fù)合材料和GF/PA復(fù)合材料，隨著濕熱老化時(shí)間的延長(zhǎng)，其吸水率和重量損失率是增加的；對(duì)濕熱老化后復(fù)合材料進(jìn)行拉伸測(cè)試，結(jié)果顯示：當(dāng)玻璃纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，濕熱老化后 GF/PP復(fù)合材料的缺口強(qiáng)度幾乎沒(méi)有變化，因此，濕熱老化對(duì)GF/PP-10%復(fù)合材料幾乎沒(méi)有影響；而其他七種復(fù)合材料在濕熱老化后，其缺口強(qiáng)度下