基于FEM的编织角对碳纤维圆管拉伸性能影响研究

作者：李德宝; 朱锐祥; 祖磊; 陈世军; 张骞; 张桂明; 吴乔国

来源：复合材料科学与工程, 2022, (09): 28-34.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20220928.004

• 编织圆管
• 拉伸实验
• 编织角度
• 拉伸模量

本文在细观力学的基础上，建立有限元模型，以预测编织单胞的拉伸模量。首先，采用参数化建模建立二维三轴编织结构模型，并与实际样件比较，研究了编织角对编织圆管单层厚度和纤维含量的影响。结果表明，在同种建模方法下，随着编织角度逐渐增大，纤维体积含量呈现先增后趋于稳定的趋势，单层厚度出现变薄的现象，且纤维挤压堆积得以减轻。然后，通过有限元模拟，预测出单胞的应力应变和模量值；经对比，该预测结果与实验结果吻合。最后，采用东丽T700碳纤维和环氧树脂编织成二维三轴圆管，根据GB/5349标准进行了复合材料二维三轴编织圆管的轴向拉伸实验，研究了不同编织角度对二维三轴编织复合材料圆管轴向拉伸性能的影响，以及编织角度对模量的影响；结果表明编织角度越小，模量越高，轴向拉伸性能越好。

• 单位
  合肥工业大学