Experimental and theoretical study on elastic modulus of oriented carbon fiber reinforced nylon 6 composites
-
摘要: 纤维增强热塑性聚合物基复合材料注塑成型后往往被认为是各向同性复合材料。然而，注塑成型后纤维会具有一定的取向性，从而使复合材料试样呈现各向异性的特点。为了合理预测此类复合材料的弹性模量，本文对碳纤维增强尼龙6复合材料注塑试样内部的纤维长度和取向分布情况进行了测试和分析，得出了纤维取向的分布规律。随后结合单向纤维增强聚合物基复合材料力学模型和层叠理论，构造出了适用于有一定取向性的纤维增强树脂基复合材料弹性模量预测理论模型，其理论结果和拉伸实验结果吻合较好，表明该预测模型的准确性比较高。Abstract: The injection-molded fiber reinforced thermoplastic composites are generally considered as isotropic material. However, the fibers manifest some degree orientation after injection molding, which makes the composite sample anisotropic. In order to reasonably predict the elastic modulus of such composites, the fiber length and orientation distribution in the injection-molded carbon fiber reinforced nylon 6 composites were tested and analyzed. The distribution of fiber orientation was obtained. Subsequently, combined with the mechanic model and stacking theory of unidirectional fiber reinforced composites, the theoretical model for predicting the elastic modulus of oriented fiber reinforced polymer composites was constructed. The theoretical results agree well with the tensile test ones, indicating that the accuracy of the prediction model is relatively high.
-
-
期刊类型引用(30)
1. 徐景校，花宏亮，王玉魁，赵海涛，高晓初，李培智，陈吉安. 变厚度铺层Nomex蜂窝夹层件固化变形的数值模拟. 哈尔滨工业大学学报. 2024(08): 56-67 . 
百度学术
2. 许玉荣，梁纪秋，祝珊，武丹，李仁府，郝磊，李毅超. 基于多层异质复合材料固化仿真模型构建的喷管扩张段结构参数设计. 固体火箭技术. 2024(05): 711-721 . 百度学术
3. 王雪华，陈俊林，满珈诚，岳广全. 复合材料C形梁结构的固化变形控制研究. 复合材料科学与工程. 2023(06): 67-72 . 百度学术
4. 陈淑仙，闫登杰，丁镇源. 加热工艺对树脂基复合材料挖补修理固化过程的影响. 复合材料科学与工程. 2023(06): 44-51 . 百度学术
5. 黄呈茂，闻健，周艳玲，李善德. 计及充模影响的聚双环戊二烯固化变形研究. 塑料科技. 2023(12): 43-48 . 百度学术
6. 陈淑仙，包正弢，张晓龙，闫登杰. 不同热环境下复合材料固化过程中的厚度效应. 复合材料科学与工程. 2022(03): 15-23 . 百度学术
7. 梁群，冯喜平，张坤，李建，侯晓. 热固性树脂固化过程热膨胀与收缩系数测量装置. 仪器仪表学报. 2022(07): 35-43 . 百度学术
8. 赵烽，李梦，赵欣. 玻璃纤维增强环氧大豆油丙烯酸酯树脂基复合材料含浸压力固化过程的数值模拟. 高分子材料科学与工程. 2022(10): 110-116 . 百度学术
9. 元振毅，许英杰，杨癸庚，冯雨，杨振朝，同新星，宋丹龙，高达敬，李言. 基于多场耦合方法的厚截面复合材料固化过程的多目标优化. 复合材料学报. 2021(02): 526-535 . 本站查看
10. 汪敏，栾英伟，徐鹏，高龙飞，王世杰，李振友. X850复合材料热压罐成型固化行为研究. 复合材料科学与工程. 2021(02): 32-37 . 百度学术
11. 刘馨阳，赵海涛，袁明清，鞠雪梅，张博明，陈吉安. 模具对复合材料层合板固化成型影响的数值分析. 复合材料学报. 2021(06): 1974-1983 . 本站查看
12. 汪敏，徐鹏，高龙飞，王世杰，栾英伟，李振友. 热压罐成型工艺典型框架式工装热分布与变形模拟. 复合材料科学与工程. 2021(06): 88-93 . 百度学术
13. 李小阳，康峻铭，朱子钊，杨鹏，王继辉，丁安心. 环氧树脂灌封结构固化行为数值模拟和工艺优化. 复合材料学报. 2021(09): 2907-2917 . 本站查看
14. 史明，陈普会. 基于多学科耦合的复合材料帽型加筋板制造仿真. 复合材料学报. 2021(12): 4150-4160 . 本站查看
15. 徐强. 复合材料热压罐成型工艺仿真技术研究综述. 航空制造技术. 2020(15): 34-38+47 . 百度学术
16. 唐庆如，包正弢，陈淑仙. 热边界条件对复合材料层合板固化过程的影响. 玻璃钢/复合材料. 2019(04): 5-11 . 百度学术
17. 闫世平. 基于机械物理法的废塑料回收降解工艺数值模拟实验研究. 塑料科技. 2019(07): 78-82 . 百度学术
18. 梁群，冯喜平. 复合材料壳体固化成型过程残余应力和形变分析. 固体火箭技术. 2019(05): 628-634 . 百度学术
19. 李世林，陈淑仙，田秋实，梁振宇. 升温速率对复合材料修补片固化过程热应力的影响. 玻璃钢/复合材料. 2018(02): 58-65 . 百度学术
20. 李树健，湛利华，白海明，蒲永伟. 基于树脂流动的变截面复合材料结构固化过程热-流-固多场强耦合数值仿真. 复合材料学报. 2018(08): 2095-2102 . 本站查看
21. 李树健，湛利华，李常平，李鹏南，周长庚. 树脂基复合材料热压成型工艺数值模拟研究进展. 宇航材料工艺. 2018(01): 10-15 . 百度学术
22. 贺继林，蒙元明，王特，王小飞. 基于材料物性参数时变特性的复合材料层合板固化残余应变应力数值模拟. 玻璃钢/复合材料. 2017(05): 41-47 . 百度学术
23. 乔炎亮，张梅，张江涛，刘立胜，翟鹏程，张清杰. 界面渗透率对厚复合材料层板流动-压实过程影响的数值分析. 玻璃钢/复合材料. 2017(10): 11-16 . 百度学术
24. 丁安心，李书欣，倪爱清，王继辉. 热固性树脂基复合材料固化变形和残余应力数值模拟研究综述. 复合材料学报. 2017(03): 471-485 . 本站查看
25. 元振毅，王永军，蔡豫晋，郭俊刚，苏霞，孙博. 复合材料制造过程仿真技术综述. 航空制造技术. 2017(04): 47-53 . 百度学术
26. 孔繁锦，陈永当，元振毅，王永军. 热固性树脂基复合材料构件固化变形数值模型. 材料开发与应用. 2016(02): 42-48 . 百度学术
27. 元振毅，王永军，王俊彪，魏生民. 基于模具-制件相互作用的复合材料制件固化变形数值模型. 复合材料学报. 2016(04): 902-909 . 本站查看
28. 元振毅，王永军，杨凯，刘天骄，王俊彪，魏生民，赵国强，魏俊鹏. 热固性树脂基复合材料热隔膜成型过程数值仿真. 复合材料学报. 2016(07): 1339-1350 . 本站查看
29. 庞杰. 固化工艺参数对复合材料补片温度场的影响. 宇航材料工艺. 2016(02): 9-12 . 百度学术
30. 顾轶卓，李敏，李艳霞，王绍凯，张佐光. 飞行器结构用复合材料制造技术与工艺理论进展. 航空学报. 2015(08): 2773-2797 . 百度学术
其他类型引用(22)
-
计量
- 文章访问数: 1055
- HTML全文浏览量: 74
- PDF下载量: 319
- 被引次数: 52
下载:
