PNF增韧层对CFRP复合材料分层影响的数值分析

PNF增韧层对CFRP复合材料分层影响的数值分析

论文摘要

尼龙无纺布增韧层能在保证良好工艺性能的前提下,显著提高纤维复合材料(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)的断裂韧度,但其机制还不明晰。引入一种反映尼龙无纺布增韧层(polyamide non-woven fabric, PNF)厚度和力学特性的内聚力模型,建立PNF/CFRP复合材料分层损伤产生与扩展的力学模型,通过双悬臂梁弯曲实验和验证,得到如下结论:增韧层的厚度对复合材料Ⅰ型分层的峰值载荷几乎没有影响,增韧层厚度为20μm时,复合材料分层扩展阻力最大;界面最大法向应力分布可有效反映裂纹扩展前沿形貌,分层扩展开始后,其前沿形貌保持一致;在相同的外力载荷下,随着PNF/CFRP复合材料铺层从[012/012]变化到[012/9012],其Ⅰ型分层的峰值载荷和扩展距离不断减小。

论文目录

  • 1 PNF/CFRP Ⅰ型分层破坏的有限元模型
  •   1.1 几何模型
  •   1.2 边界条件
  •   1.3 内聚力单元的数值实现
  •     (1)界面材料的损伤判据
  •     (2)界面材料的破坏演化过程
  • 2 结果与分析
  •   2.1 有限元模型验证
  •   2.2 PNF厚度对Ⅰ型分层破坏的影响
  •   2.3 铺层角度
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 朱国伟,李宏岩,许云志,张晓军

    关键词: 复合材料,尼龙无纺布,内聚力模型,断裂韧度,数值分析

    来源: 材料工程 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 有机化工,材料科学,航空航天科学与工程

    单位: 西安近代化学研究所

    分类号: TQ342.742;TB33;V25

    页码: 148-153

    总页数: 6

    文件大小: 707K

    下载量: 87

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