聚乙烯自增強復合材料的制備與力學性能研究.pdf

1、的制備與力學性能研究學科專業(yè)：盆19工蕉作者姓名：庭羞臣——指尊教師：曼籃熬絲完成日期：三!!垂壘』!日一費不起的。本文基于擬三維模型的基本概念，對原模型纖維區(qū)域的建模作了改進，建立了UHMWPE／PE復合材料層合板的有限元力學模型。將改進的模型運用于模擬UHMWPE／PE復合材料層合板在拉伸應力作用下引起的損傷及其損傷擴展過程，使得不同損傷方式諸如橫向開裂和層間分層等能夠在同一時間內(nèi)被模擬，從而揭示了復合材料層合板的損傷破壞機理，預報

2、了層合板鋪層順序和鋪設角度的影響，并預測了它們的強度。從研究結(jié)果可知，UHMWPE／HDPE準各向同性層合扳的應力一應變關系能以良好的精度數(shù)值模擬，發(fā)生橫向破裂和層間分層的應力水平及層間分層擴展是可以預測的。從UHMwPE／HDPE準各向同性層合板損傷擴展過程來看，雖然層合板的鋪層順序和鋪設角度不同，但其單層板開始破裂的順序相同，即首先從90。層開始發(fā)生損傷。但對應上述各種層合板的單層板發(fā)生橫向破裂、層間分層以及層間分層擴展的拉伸應力值

3、和預測的強度值各不相等，表明層合板損傷產(chǎn)生及其損傷擴展與層合板的鋪設角度、鋪層順序密切相關。利用聲發(fā)射技術，進一步檢驗改進的有限元力學模型的有效性。應用聲發(fā)射技術、并結(jié)合掃描電子顯微鏡技術等對聚乙烯自增強復合材料在拉伸載荷作用下的損傷機理進行了研究。結(jié)果揭示了在所觀察的表征主導損傷機制的模型試樣UHMWPE／HDPE層合板損傷類型與聲發(fā)射信號特性參數(shù)——事件振幅之間的內(nèi)在聯(lián)系，即uHMwPE／HDPE復合材料層合板損傷類型的纖維一基體界

4、面脫粘、基體塑性變形與破裂、纖維抽拔、纖維斷裂和層間分層依次與振幅范圍為30dB～45dB(低振幅)、30dB～60dB(低振幅)、60dB～80dB(中等振幅)、80dB～97dB(高振幅)和60dB～85dB(中等振幅)的聲發(fā)射事件對應相關。這些關系可用于檢測表現(xiàn)多損傷方式的UHMWPE／HDPE層合板的損傷演變過程，以進行材料結(jié)構(gòu)完整性評價和預測其使用壽命。同時，此研究結(jié)果證明了為鑒別UHMWPE／HDPE復合材料層合板的損傷破壞