纖維聚合物復(fù)合材料的濕擴散行為研究.pdf

1、纖維聚合物復(fù)合材料越來越廣泛地應(yīng)用于航空航天、土木工程和船舶工業(yè)中,以其輕質(zhì)、低價和高模量等優(yōu)點被廣大工程師所青睞。但在實際應(yīng)用中聚合物復(fù)合材料常常暴露在濕熱環(huán)境下,含水量對其力學(xué)性能影響很大。此外濕度對纖維與基體間的結(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復(fù)合材料的應(yīng)用至關(guān)重要。
　　 本文運用細觀力學(xué)方法對纖維增強聚合物復(fù)合材料的濕擴散問題進行了研究,預(yù)測了復(fù)合材料的等效濕擴散性能,分析了溫度和體分比對吸濕行為的

2、影響規(guī)律。其主要內(nèi)容如下:
　　 (1)介紹了預(yù)測復(fù)合材料的等效濕擴散性能方法,即試驗測定方法、經(jīng)驗公式、逾滲理論以及有限元法。分別利用這些方法建立了計算復(fù)合材料的等效濕擴散系數(shù)模型,并利用這些模型分別求解了復(fù)合材料的濕擴散性能,通過與前人試驗結(jié)果的對比,論證了該模型預(yù)測復(fù)合材料的濕擴散性能的可行性。
　　 (2)利用有限元方法,借助ABAQUS軟件重點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)合材料的等效濕擴散性能

3、,得到了等效濕擴散系數(shù)。并分析了體分比和溫度對復(fù)合材料濕擴散性能的影響規(guī)律。
　　 (3)通過Delaunary三角形生成了Voronoi模型,利用該模型模擬了無序纖維復(fù)合材料的等效濕擴散性能,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,得到了不同時間、不同溫度下復(fù)合材料的吸濕量,繪制了時間—吸