注塑成型纤维增强热塑性树脂复合材料刚度预测方法

作者：黄达勇; 赵先琼^*

来源：复合材料学报, 2021, 38(07): 2196-2206.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20200811.001

• 刚度预测
• 微观力学
• 层合板分析方法(LAA)
• 纤维增强热塑性复合材料
• 纤维长度分布(FLD)
• 纤维

基于Hsueh模型的应力场分布,采用代表性体积单元(RVE)平均近似方法,推导出可以退化成Halpin-Tsai模型的泊松比ν12的显性表达式,与桥联模型基本重合。结合Fu模型和Giner模型,引入与纤维长径比(l/a)相关的指数衰减函数得到横向模量E22修正的Halpin-Tsai模型,与自洽模型重合。基于泊松比各向同性假设而推导出的泊松比ν23与有限元结果逼近,远优于Halpin-Tsai模型;基于逆向工程,修正了被Halpin-Tsai模型低估的剪切模量G23。基于经典的层合板分析方法(LAA),引入纤维长度分布(FLD)及纤维取向广义分布函数,对两种注塑成型短玻璃纤维增强热塑性树脂(FRT)复合材料的弹性常数进行预测。结果表明:4个微观力学组合模型均很好地预测了复合材料的弹性常数,但纤维长度质量分布的预测结果比纤维长度数量分布的结果更为合理,特别是对于纵向杨氏模量EL的改进效果大于5%。

• 单位
  中南大学; 机电工程学院