碳纖維-PEEK及PTFE-POM復(fù)合材料的力學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、通過對碳纖維/PEEK以及PTFE/POM兩種復(fù)合材料進(jìn)行單調(diào)拉伸、應(yīng)力控制循環(huán)、應(yīng)變控制循環(huán)等實(shí)驗(yàn)，對材料在應(yīng)力、應(yīng)變循環(huán)加載下的力學(xué)特性以及棘輪行為的率相關(guān)、時相關(guān)特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。并對碳纖維/PEEK復(fù)合材料在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)出的材料特性進(jìn)行了有限元模擬。
　　碳纖維/PEEK復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與PEEK樹脂基體材料相比，加入碳纖維后，材料的抗蠕變性能有所提高。在應(yīng)變控制循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，響應(yīng)應(yīng)力幅值與應(yīng)變加載速率和應(yīng)變加載

2、幅值密切相關(guān)；在應(yīng)力松弛效應(yīng)的影響下，響應(yīng)應(yīng)力幅值會隨著應(yīng)變峰值保持時間增加而減小。室溫下，碳纖維/PEEK復(fù)合材料在非對稱應(yīng)力循環(huán)中會產(chǎn)生明顯的棘輪應(yīng)變，并且對加載應(yīng)力幅值和平均應(yīng)力具有明顯的依賴性，此外，當(dāng)在較低的加載速率和具有一定峰值保持時間情況下，棘輪應(yīng)變會顯著增強(qiáng)。
　　PTFE/POM復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該復(fù)合材料的抗蠕變性能較差，在保持階段末期應(yīng)變?nèi)匀怀尸F(xiàn)出上升的趨勢。在應(yīng)變控制循環(huán)加載實(shí)驗(yàn)中，表現(xiàn)出了明顯的應(yīng)力

3、松弛現(xiàn)象。其棘輪行為的演化規(guī)律與碳纖維/PEEK復(fù)合材料的相同，都與平均應(yīng)力、應(yīng)力幅值、加載速率等條件密切相關(guān)。
　　對碳纖維/PEEK復(fù)合材料的材料特性有限元模擬結(jié)果表明：碳纖維的體積分?jǐn)?shù)對材料的強(qiáng)度有著至關(guān)重要的影響，體積分?jǐn)?shù)越高，材料的強(qiáng)度就越高，當(dāng)碳纖維體積分?jǐn)?shù)為10％時，單調(diào)拉伸曲線的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果最為接近。當(dāng)碳纖維模量在合理范圍內(nèi)取值時，其大小對模擬結(jié)果的影響并不明顯。通過對碳纖維/PEEK復(fù)合材料棘輪行為的模擬，