基于Mori-Tanaka均勻化方法,對短纖維復(fù)合材料開孔板力學(xué)性能進(jìn)行研究。首先,使用Mori-Tanaka方法預(yù)測單向和二維2種分布形式的短纖維復(fù)合材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線曲線。其次,通過試驗方法分析不同區(qū)域纖維取向?qū)﹂_孔板力學(xué)性能的影響。最后,使用多尺度方法研究不同注塑位置和不同開孔方式對開孔板力學(xué)性能的影響,該部分在宏觀有限元分析中耦合了注塑模擬的纖維方向分布以及Mori-Tanaka均勻化方法得到的復(fù)合材料參數(shù)。結(jié)果表明,短邊注塑開孔板綜合力學(xué)性能更好;孔周圍纖維分布是影響應(yīng)力集中的主要因素;整體的纖維取向分布影響開孔板的剛度;單向纖維材料的角度對材料性能的影響不是單調(diào)的。 

【文章來源】：中國塑料. 2020,34(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

用基于角度θ和φ的坐標(biāo)系定義方向矢量p

多尺度分析方法的流程圖如圖2所示。首先，確定纖維和基體的材料參數(shù)，通過Mori-Tanaka方法獲得纖維復(fù)合材料有效性能。注塑模擬獲取注塑網(wǎng)格每個單元的纖維排布方向或使用材料自定義的纖維方向，將注塑的纖維方向或材料本身的纖維方向映射到結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。接下來，在結(jié)構(gòu)分析有限元中計算每個單元特定方向張量的材料參數(shù)。最后，使用有限元求解器進(jìn)行分析。2.2 有限元模型

圖3為不同區(qū)域纖維取向?qū)﹂_孔板性能影響的分析模型。該模型分為2個區(qū)域：A區(qū)域和B區(qū)域，分別代表開孔板孔附近區(qū)域和開孔板兩側(cè)區(qū)域。研究每個區(qū)域纖維取向?qū)τ陂_孔板性能的影響，所使用的纖維取向為單向和二維分布。在分析過程中，模型在每個區(qū)域使用相同取向的均勻材料。有限元模型左邊固定，右邊施加拉力。為了研究注塑開孔（注塑開孔板）、機(jī)械開孔（平板注塑后機(jī)械方式開孔）2種開孔方式以及不同澆注位置對開孔板性能影響。建立了圖4所示注塑模型：注塑開孔板和注塑平板，在注塑模型中可以設(shè)置不同的注塑位置。同時建立了圖5所示的開孔板有限元分析模型。將2個注塑模型獲得的纖維取向結(jié)果映射到有限元模型上，分別代表注塑開孔和機(jī)械開孔2種開孔方式，對其進(jìn)行力學(xué)性能分析。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3344357