纺织学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (2): 12-0.

• 纤维材料 • 上一篇    下一篇

芯材结构对纤维增强复合材料抗压性能影响的有限元分析

宋孝浜1,金利民2,王春霞1,3   

    1. 盐城工学院纺织服装学院
    2. 中国科学院上海应用物理研究所
    3. 东华大学纺织学院
  • 收稿日期:2013-03-25 修回日期:2013-06-22 出版日期:2014-02-15 发布日期:2014-02-17
  • 通讯作者: 王春霞 E-mail:cxwang@mail.dhu.edu.cn

Finite element analysis of effects of core structures on compression-resistance of fiber reinforcement composites

  • Received:2013-03-25 Revised:2013-06-22 Online:2014-02-15 Published:2014-02-17
  • Contact: Chun-Xia WANG E-mail:cxwang@mail.dhu.edu.cn

摘要: 为了说明芯材结构对中空纤维增强复合材料力学行为的影响,通过有限元分析的方法,在纱线芯材、树脂尺度上计算并比较“π”形与“O”形这两种不同芯材结构纤维增强复合材料在相同压力作用下的动态响应。通过对比分析两种材料结构的挠度随时间的变化、应力在结构中的分布、最大、最小应力所在位置以及应力均衡度等发现:复合材料(“O”形芯材)的变形程度比复合材料(“π”形芯材)的变形程度小。此外,对于前者而言,其应力集中部位处于几何结构对称的中心线上,这种对称性对材料结构的整体承力有利,且应力的不均衡度较小,使其能够吸收与耗散较多的能量。

关键词: 芯材结构, 复合材料, 抗压性, 有限元

Abstract: In order to summarize the effects of core structures on mechanical behavior of the hollow fiber reinforcement composites, the dynamic responses of “π”shape and “O” shape core structural fiber reinforcement composites under the same compression loading condition were calculated and compared by finite element analysis (FEA) in the level of yarn core and resin. By omparatively analyzing the deflection-time curves, structural stress distributions, the locations of maximum and minimum stress and quilibrium degree of stress of the two type of composites, it was found that the deflection magnitude of the“O”shape core composite was obviously less than that of the“π”shape core composite. Moreover, for the “O”shape core composite, its stress concentration region located at the symmetrical central line of geometrical structure, which was very beneficial to the overall loading-bearing behavior of the composite structure. In addition, it may induce the greater stress equilibrium degree, all of these factors made this type of structural material to absorb and dissipate more energy during the loading process.

Key words: core structure, composite, compression resistance, finite element

[1] 万振凯 李鹏 贾敏瑞 包玮琛 裘旭光. 智能复合材料中碳纳米管纱线参数设计及其变化特征[J]. 纺织学报, 2018, 39(06): 58-63.
[2] 陈扬 杨允出 张艺强 范艳娟 金艳苹. 电加热服装中加热片与织物组合体的稳态热传递模拟[J]. 纺织学报, 2018, 39(05): 49-55.
[3] 贾树生 万振凯 杨连贺 张恒杰. 碳纳米线的拉伸应变传感特性[J]. 纺织学报, 2018, 39(03): 14-18.
[4] 黄婕妤 吕鹏飞 姚壹鑫 魏取福. 细菌纤维素/涤纶非织造布自编织复合材料的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(02): 126-131.
[5] 孙颖 刘俊岭 郑园园 陈利 李嘉禄. 碳/芳纶混编三维编织复合材料拉伸性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(02): 49-54.
[6] 高哲 蒋高明. 多轴向经编曲面复合材料汽车门低速碰撞数值模拟[J]. 纺织学报, 2018, 39(02): 43-48.
[7] 韩晨晨 程隆棣 高卫东 薛元 杨瑞华. 基于有限元模型的喷气涡流纺纤维运动轨迹模拟[J]. 纺织学报, 2018, 39(02): 32-37.
[8] 贾树生 杨连贺 白会肖 万振凯 . 嵌入三维编织复合材料的碳纳米线应变传感特性[J]. 纺织学报, 2018, 39(01): 11-18.
[9] 李晓英 马丕波 聂小林 蒋高明. 曲面三维横编间隔织物复合材料的压缩性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(01): 62-65.
[10] 吕丽华 黄耀丽 崔婧蕊. 蜂窝状三维整体机织复合材料的弯曲性能及其有限元模拟[J]. 纺织学报, 2017, 38(11): 56-60.
[11] 李瑛慧 谢春萍 刘新金. 三原组织织物拉伸力学性能有限元仿真[J]. 纺织学报, 2017, 38(11): 41-47.
[12] 耿奕 蒋金华 陈南梁. 经编四轴向玻璃纤维织物的渗透行为和渗透率[J]. 纺织学报, 2017, 38(10): 49-56.
[13] 周其洪 李青青 陈革. 变径变纬密管状织物的控制模型及其算法实现[J]. 纺织学报, 2017, 38(10): 113-117.
[14] 高雄 胡侨乐 马颜雪 张琦 魏毅 邱夷平. 不同结构厚截面三维机织碳纤维复合材料的弯曲性能对比[J]. 纺织学报, 2017, 38(09): 66-71.
[15] 吕丽华 毕吉红 于 翔 钱永芳 赵玉萍. 废弃涤纶织物/氯化聚乙烯复合材料的隔声性能[J]. 纺织学报, 2017, 38(08): 50-54.
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