短切纖維復(fù)合材料由于其重量輕、可設(shè)計(jì)能力強(qiáng)、比強(qiáng)度高,比模量高等優(yōu)點(diǎn),成為汽車輕量化項(xiàng)目?jī)?yōu)先考慮的新型材料而得到開發(fā)和應(yīng)用。注塑成型是短切纖維復(fù)合材料的主要成型方式之一,具有成本低、效率高等優(yōu)點(diǎn)。注塑成型過程中,纖維取向的分布不均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)收縮不均、翹曲變形等一系列問題。同時(shí),準(zhǔn)確預(yù)測(cè)復(fù)合材料的有效力學(xué)性能為復(fù)合材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),代表性體積單元法（RVE）由于易于實(shí)現(xiàn)而得到了廣泛應(yīng)用。在上述基礎(chǔ)上,短切纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的界面問題也得到了討論。首先,在對(duì)纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料注射成型過程中形成的殘余應(yīng)力場(chǎng)和非均勻各向異性熱力學(xué)性能進(jìn)行綜合評(píng)述的基礎(chǔ)上,建立了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的有限元收縮變形預(yù)測(cè)模型。仿真結(jié)果表明,注塑件的收縮變形不均勻,主要是由注射成型過程中流動(dòng)不平衡和凝固差異引起的殘余應(yīng)力造成的。然后,考慮基體的塑性發(fā)展和斷裂,建立一個(gè)受局部纖維方向變化影響的各向異性彈性模型,進(jìn)行單軸靜態(tài)拉伸模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:相較于單純聚合物材料,短纖維填充聚合物材料在最終破壞前展示了很大的可塑性,這是由于撕裂具有一定程度的短纖維伸長(zhǎng)率的聚合物基體而引起的。其次,基于注塑成型纖維取向... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

碳纖維-樹脂之間的弱界面（界面縫隙）現(xiàn)象

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文究現(xiàn)狀注塑成型模擬研究現(xiàn)狀射成型是通過注射成型工藝來混合具有不同物理性能[2][3]。 FRPC 的增強(qiáng)效果不僅與纖維和聚合物的機(jī)械間的界面也有很大的關(guān)系，還與產(chǎn)品中的纖維取向分要取決于注塑流動(dòng)方向。同時(shí)，注塑產(chǎn)品中不同點(diǎn)的纖維長(zhǎng)度分布主要取決于塑化和注塑階段熔體流動(dòng)期布的不均勻性是材料表現(xiàn)為不均勻各向異性，并最終布不均勻的主要原因。如圖 1-2 所示，展示了在注射皮層-芯層典型的纖維取向分布示意圖[4]。

圖 2-1 纖維取向矢量 可表示為：sin cossin sincosP 狀態(tài)可以用概率分布函數(shù)表示[39]，不同時(shí)刻纖維流動(dòng)，則根據(jù)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論可得到：方向狀態(tài)可以用概率分布函數(shù) (p)表示。根據(jù)連纖維在不同時(shí)間位置的變化以及與熔體一起流動(dòng)(p) (p) ptDD p 纖維角速度矢量，tDD是物質(zhì)導(dǎo)數(shù)。率分布函數(shù)可以充分描述一組纖維的取向狀態(tài)，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)合材料在新一代大型民用飛機(jī)中的應(yīng)用[J]. 馬立敏,張嘉振,岳廣全,劉建光,薛佳.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(02)
[2]紡織復(fù)合材料細(xì)觀力學(xué)分析的一般性周期性邊界條件及其有限元實(shí)現(xiàn)[J]. 張超,許希武,嚴(yán)雪.  航空學(xué)報(bào). 2013(07)
[3]基于Leonov模型的纖維懸浮聚合物流動(dòng)的數(shù)值模擬[J]. 張紅平,歐陽潔,張玲.  高分子材料科學(xué)與工程. 2009(12)
[4]多相多孔材料/結(jié)構(gòu)的集成優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 孫士平,秦國(guó)華,張衛(wèi)紅.  航空學(xué)報(bào). 2009(01)
[5]玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料——短纖維粒料和長(zhǎng)纖維粒料[J]. 曾天卷.  玻璃纖維. 2008(04)
[6]半結(jié)晶聚合物注射成型中結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬[J]. 申長(zhǎng)雨,周應(yīng)國(guó),陳靜波.  高分子學(xué)報(bào). 2008(08)
[7]顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料彈性性能的統(tǒng)計(jì)特征分析[J]. 侯善芹,劉書田.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2008(15)
[8]基于均勻化方法的斜交節(jié)理巖體復(fù)合本構(gòu)關(guān)系研究[J]. 牛斌,楊海天.  巖土工程學(xué)報(bào). 2007(05)
[9]基于導(dǎo)熱性能的復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張衛(wèi)紅,汪雷,孫士平.  航空學(xué)報(bào). 2006(06)
[10]單向纖維復(fù)合材料粘彈性性能預(yù)測(cè)[J]. 常崇義,劉書田,王成國(guó).  計(jì)算力學(xué)學(xué)報(bào). 2006(04)

博士論文
[1]纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料注塑成型理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 江青松.南昌大學(xué) 2017
[2]材料和結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化關(guān)鍵理論與方法研究[D]. 孫士平.西北工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]超臨界流體對(duì)碳纖維表面處理的研究[D]. 李東東.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3302856