随机模型预测温度条件下复合材料横向拉伸刚度  被引量:1

Transverse tensile rigidity prediction of composites under temperature conditions via the random model

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作  者:李帅 温卫东[1] 张宏建[1] LI Shuai;WEN Weidong;ZHANG Hongjian(College of Energy and Power Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing210016,China)

机构地区:[1]南京航空航天大学能源与动力学院

出  处:《固体火箭技术》2019年第6期786-792,共7页Journal of Solid Rocket Technology

基  金:国家科技重大专项(2017-IV-0007-0044)

摘  要:为研究树脂基复合材料在温度条件下的横向拉伸刚度,采用随机碰撞法(又称粒子动力法,MDA)生成随机分布的纤维/树脂细观几何模型,并进行有限元分析。通过引入周期性边界条件实现单轴加载,获得复合材料在温度载荷下的热应力以及单轴载荷下的力学响应。结果表明,利用循环碰撞随机模型得到的复合材料横向刚度离散系数在0.5%以下,远优于试验值;对于200℃条件下的复合材料横向刚度,预测值误差在10%以内。针对不同纤维体积含量的复合材料,20℃条件下的拉伸刚度预测值与理论值吻合很好,而160℃和200℃时,预测值比理论值低。In order to study the transverse tensile rigidity of resin-based composites under heating conditions,random impact method(molecular dynamics algorithm)has been used to generate randomly distributed fiber-resin geometric models and conduct micromechanical finite element analysis.The mechanical response of composite materials under uniaxial loading was obtained by introducing periodic boundary conditions.The coefficient of variation of transverse tensile rigidity obtained by numerical simulation is lower than 0.5%,which is much smaller than the experimental value.For the transverse rigidity of composites at 200°C,the predicted error is within 10%.For composites with different fiber volume content,the predicted tensile rigidity at 20°C is in good agreement with the theoretical value,whereas the predicted stiffness at 160°C and 200°C are lower.

关 键 词:树脂基复合材料 随机碰撞法 横向拉伸刚度 温度条件 纤维体积含量 

分 类 号:V258.3[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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