纖維長度以及排向?qū)娚涑尚蛷?fù)合材料力學(xué)性能的影響.pdf

1、當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，對材料提出了越來越高的要求。高性能纖維增強復(fù)合材料因其優(yōu)良的性能，如密度低，強度高，熱膨脹系數(shù)低，耐腐蝕，疲勞使用壽命長，易于成型等優(yōu)點吸引了各個領(lǐng)域廣泛的關(guān)注。
　　針對影響復(fù)合材料性能因素諸多以及破壞機理較為復(fù)雜的問題，如增強纖維良莠不齊，增強相的排布不勻，界面集合牢度差及成型方法種類各異等。本文對以噴射成型方法制備的玻璃纖維增強不飽和樹脂復(fù)合材料的力學(xué)性能進行一系列研究。眾所周知，在纖維增強復(fù)合材料

2、領(lǐng)域中，增強纖維的長度對材料性能的影響舉足輕重，臨界纖維長度的存在使得高性能復(fù)合材料的設(shè)計并且節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本有據(jù)可依。本研究重點設(shè)計了4mm，8mm，16mm，25mm和50mm五種不同玻璃纖維長度梯度增強不飽和樹脂的復(fù)合材料，控制增強纖維體積含量與試樣方向，嘗試研究找到增強纖維長度對于噴射成型復(fù)合材料的力學(xué)性能影響,界定材料的臨界纖維長度。此外，通過控制成型過程中的相同的增強纖維的體積含量及纖維長度，制備平行，斜度和垂直三種不同方向

3、樣品并進行力學(xué)性能測試對比。
　　不同長度的纖維必然在復(fù)合材料中具有不同的混合均勻度及排列方式，短纖維在成型的剪切中易于分散，而長纖維在與樹脂混合過程中容易纏結(jié)在一起被噴射到模具上，而且，由于噴射成型工藝本身的特點，容易造成復(fù)合材料的各向異性。本文也從噴射成型工藝著手，對玻璃纖維增強不飽和樹脂復(fù)合材料的纖維長度，混合度以及排列進行了研究。
　　本文通過對實驗設(shè)計樣品進行拉伸彎曲等力學(xué)測試以及光學(xué)電鏡等斷面的觀察，發(fā)現(xiàn)對于噴射

4、成型玻璃纖維增強復(fù)合材料而言，在相同增強纖維體積分數(shù)情況下，復(fù)合材料機械性能是隨著增強相纖維長度的增加而增強的，當(dāng)纖維長度超過8mm以及增加到50mm，復(fù)合材料的力學(xué)性能是幾乎不變的。分析發(fā)現(xiàn)不夠理想的纖維取向度是導(dǎo)致4mm玻纖增強復(fù)合材料力學(xué)性能相對差的原因；而相對好的纖維與樹脂界面性能是導(dǎo)致復(fù)合材料力學(xué)性能隨著纖維長度從8mm增長到50mm沒有太大變化的原因。另外，復(fù)合材料方向性的研究發(fā)現(xiàn)，玻璃纖維增強不飽和樹脂復(fù)合材料是各相異性的