纖維復(fù)合材料濕熱脹縮細(xì)觀分析.pdf

1、復(fù)合材料濕熱變形不僅會(huì)導(dǎo)致其宏觀結(jié)構(gòu)件尺寸改變,而且會(huì)產(chǎn)生微觀尺度的應(yīng)力失配,進(jìn)而可能造成多種模式的損傷。本文從細(xì)觀角度研究了復(fù)合材料的濕熱行為,具體工作如下:
　　(1)建立了含基體微裂紋及纖維/基體界面脫粘損傷的單向復(fù)合材料溫度脹縮的細(xì)觀理論模型,模型首次考慮了基體橫向應(yīng)力的非均勻性及熱脹與冷縮系數(shù)隨損傷的不同變化規(guī)律,并建立了纖維周期及隨機(jī)排布的兩種細(xì)觀有限元模型進(jìn)行了驗(yàn)證。研究發(fā)現(xiàn):復(fù)合材料損傷后的熱脹和冷縮系數(shù)不一致,且

2、取決于損傷模式。
　　(2)建立了單向復(fù)合材料濕擴(kuò)散細(xì)觀有限元模型,模型考慮了樹脂基體的吸濕軟化及纖維排布方式的影響,并以宏觀理論模型進(jìn)行了驗(yàn)證。模擬結(jié)果指出,復(fù)合材料中最大微觀濕失配應(yīng)力發(fā)生在纖維/基體的界面附近,并且其大小隨吸濕過(guò)程有所波動(dòng),基體軟化能較明顯地降低濕失配應(yīng)力,纖維分布形式對(duì)復(fù)合材料橫向濕擴(kuò)散系數(shù)也略有影響。
　　(3)建立了單向復(fù)合材料濕膨脹的細(xì)觀理論模型,模型考慮了基體吸濕軟化及濕度梯度分布因素,并以細(xì)