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文檔簡介
1、鋼骨架增強HDPE是一種性能優(yōu)良的新型鋼塑復(fù)合材料。該材料以高強度鋼網(wǎng)為增強體,以高密度聚乙烯(HDPE)為基體,這種復(fù)合結(jié)構(gòu)集鋼網(wǎng)高強度和塑料的耐腐蝕兩種優(yōu)點于一身。本論文針對鋼網(wǎng)增強HDPE復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的特點,利用有限元分析軟件ANSYS對其進(jìn)行有限元數(shù)值模擬分析,基于復(fù)合材料力學(xué)理論對其進(jìn)行強度理論分析,并且通過試驗研究來進(jìn)行驗證。對鋼網(wǎng)增強HDPE復(fù)合材料的主要力學(xué)性能進(jìn)行了較為系統(tǒng)而深入的分析與研究。得出力學(xué)性能隨不同中間鋼網(wǎng)
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計時的變化規(guī)律。鋼網(wǎng)增強HDPE復(fù)合材料的受拉伸與彎曲載荷條件下的形變與破壞機理。為在滿足相應(yīng)的使用力學(xué)性能要求下,合理優(yōu)化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)參數(shù),節(jié)省成本提夠理論依據(jù)和參考。
采用ANSYS軟件模擬不同鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料試樣的拉伸和彎曲過程,得出該復(fù)合材料的彈性模量是純HDPE材料的3倍至9倍。彈性模量隨鋼絲橫截面積與基體面積之比的增大而增大,增量拐點出現(xiàn)在鋼絲橫截面積與基體面積之比為0.04-0.05之間,增加趨勢逐漸
3、變緩,其最大值為10000MPa左右。隨著鋼絲直徑與基體厚度之比的不斷增加,彎曲彈性模量大幅度提高,彎曲彈性模量最高可提高近3倍。
根據(jù)復(fù)合材料力學(xué)并結(jié)合鋼網(wǎng)增強HDPE材料的結(jié)構(gòu)特點,推導(dǎo)出相關(guān)的鋼網(wǎng)增強HDPE復(fù)合材料拉伸強度校核計算公式和彎曲強度計算校核公式,并對不同鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計的復(fù)合材料進(jìn)行理論強度校核。復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度最高可以提高近3倍左右。通過與試驗結(jié)果進(jìn)行對比,驗證了有限元模擬和理論強度公式的
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