碳纳米管/环氧树脂复合材料拉伸实验与有限元模拟

作者：曾利建; 李仁府; 陈宇轩^*

来源：复合材料学报, 2023, 1-12.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20231024.001

• 碳纳米管
• 环氧树脂
• 分散性能
• 力学性能
• 有限元

由于具有优异的力学、电学和热学性能，碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）被广泛用于高性能复合材料制备研究。然而，CNTs具有高长径比、高比表面能和强范德华力，在制备过程中易团聚，在高填料浓度下导致复合材料力学性能的降低。为了准确表征碳纳米管增强环氧树脂纳米复合材料（CNT enhanced epoxy nanocomposite，CNTs/EP）的拉伸力学性能，通过实验和有限元模拟分析，表征了不同类型CNTs增强的CNTs/EP的拉伸力学性能。在考虑团聚对环氧树脂材料参数影响的情况，提出了折减团聚区域树脂材料参数的方法，改进了团聚分布数值分析方法。结果表明，在0.5 wt%的低含量下，均匀分布数值分析方法可以准确预测CNTs/EP的拉伸强度和弹性模量；团聚分析方法准确预测了CNTs/EP在1.5 wt%高浓度下的拉伸力学性能，弹性模量和拉伸强度的预测误差不超过5%。

• 单位
  航天学院; 武汉第二船舶设计研究所; 华中科技大学