車用玻璃纖維增強尼龍66二維斜紋編織復合材料的性能研究.pdf

1、玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，是將高溫熔融下的玻璃液經(jīng)拉絲冷卻固化而成，尼龍66(PA66)具有較高的力學性能和良好的加工性能，與傳統(tǒng)材料相比，具有高強度、質量輕、比模量高、抗疲勞性能好及減震性能優(yōu)越等諸多優(yōu)點，尼龍(PA)在世界范圍內需求量穩(wěn)居工程塑料之首。玻璃纖維增強尼龍66斜紋編織復合材料中玻璃纖維和尼龍66基體在性能上起協(xié)調作用以及在結構上起相互強化作用，具有單一材料無法比擬的優(yōu)越性能，因此在汽車上得到廣泛應用。

2、>　　本文對不同鋪層角試樣進行拉伸和四點彎曲試驗，觀察分析失效后試樣微觀損傷。當復合材料受到縱向拉伸時，材料內裂紋首先出現(xiàn)在玻璃纖維和PA66基體接觸面內，隨著應力的增加，玻璃纖維和基體材料間的裂紋將逐漸擴大，隨后裂紋擴展到材料中基體含量豐富區(qū)域，紗線之間發(fā)生分層現(xiàn)象，紗線內PA66基體的大面積開裂。最終隨著應力的增加，玻璃纖維發(fā)生變形，玻璃纖維產(chǎn)生表面裂紋，這些裂紋最終導致玻璃纖維的斷裂，材料因此失效。當復合材料受到彎曲時，紗線之間迅

3、速產(chǎn)生裂紋并逐漸擴展導致分層現(xiàn)象。隨著分層的繼續(xù)紗線內產(chǎn)生微觀裂紋，當內部裂紋積累到一定程度后，載荷達到最大，隨后隨著裂紋的擴展逐漸降低，隨后紗線內玻璃纖維與PA66基體之間以及基體內的微觀裂紋快速擴展，最終伴隨著玻璃纖維的拉伸斷裂和屈服斷裂試樣發(fā)生彎曲失效。此外隨著相對濕度的增加，PA66基體由于水分的增加，塑性得到增加，因此導致復合材料拉伸強度和楊氏模量的下降，同時最大應變也隨之增加，并且斷裂處伴隨有玻璃纖維之間的連絲現(xiàn)象。[(±4

4、5)3]鋪層復合材料受到的影響比[(0/90)3]鋪層復合材料更為明顯。
　　通過對試驗的循環(huán)載荷疲勞試驗，[(0/90)3]斜紋鋪層復合材料在80MPa的最大應力循壞載荷條件下載荷達到100萬圈后試樣仍沒有斷裂，因此該類型的材料在不超過80MPa的應力水平環(huán)境下能夠滿足實際使用的需求。同樣類型[（±45）3]鋪層角的復合材料在不超過40MPa的應力水平環(huán)境下能夠滿足實際使用的需求。此外疲勞模型Nf=[1+(σ0,θ/σmax-1