铺层方式对VIHPS制备的GO-CF混杂增强复合材料弯曲性能的影响 |
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作者姓名: | 马玉钦 宋晨 赵勇 李飞 吕晋书 王刚锋 张育洋 |
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作者单位: | 1. 长安大学工程机械学院道路施工技术与装备教育部重点实验室;2. 西安电子科技大学机电工程学院;3. 西安建筑科技大学机电工程学院 |
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基金项目: | 公共大数据国家重点实验室开放基金项目(PBD2022-019);;长安大学中央高校基本科研业务费专项资金(300102253105);;陕西省自然科学基础研究计划面上项目(2022JM-265);;教育部产学合作协同育人项目(220506298133407);;河南省高等学校重点科研项目计划支持(23A460033); |
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摘 要: | 本文首先采用真空浸渗热压工艺(VIHPS)制备了不同铺层方式的氧化石墨烯-碳纤维(GO-CF)混杂增强复合材料,并对该材料进行三点弯曲试验,再通过扫描电子显微镜(SEM)表征其微观断口形貌。然后使用Digmat软件的FE模块建立微-纳跨尺度的代表性体积单元(RVE)模型,将该模型导入ANSYS Workbench软件中进行三点弯曲仿真模拟。复合材料三点弯曲试验结果表明,随着沿试样宽度方向(Y向)纤维铺层的增加,复合材料的弯曲强度从433.2 MPa降低至12.7 MPa,弯曲模量从13.8 GPa降低至0.2 GPa,它们分别降低了97.07%和98.55%。最后通过对比试验与仿真结果发现,两种结果的变化趋势基本一致,且仿真结果与试验结果接近。复合材料在弯曲变形过程中,受到拉伸和压缩的共同作用,其中导致复合材料失效的方式主要包括基体开裂、界面脱粘和纤维断裂。
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关 键 词: | 铺层方式 真空浸渗热压工艺 氧化石墨烯 微-纳跨尺度代表性体积单元 损伤 |
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