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材料科学与工程学报2025年第04期:热力耦合下玻/碳纤维混杂复合材料层合板的拉伸强度及其损伤分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:马佳宾;孙双双;王强强;

单位:青岛科技大学机电工程学院;

摘要:本研究开发了用户定义(UMAT)子程序,采取顺序热力耦合的分析方法,利用ABAQUS软件分析了玻/碳纤维混杂复合材料(G/CFHC)层合板在受到机械载荷与热载荷共同作用下的强度和损伤,讨论了混杂方式、铺层顺序及温度对G/CFHC层合板强度及损伤的影响。结果表明:相同温度环境下,(0_C/90_G)_(2S)铺层下的层合板强度最高;玻/碳纤维混杂比为1∶3时,层合板的拉伸强度最高;随着温度的不断提高,各单层板的损伤范围不断扩大,各单层板损伤差距明显。层合板的失效损伤是由多种损伤共同作用导致的,在外界热载荷的作用下,纤维与基体之间存在热不匹配现象,基体的热膨胀系数远超于纤维,基体的受热变形大于纤维,而纤维会限制基体的变形,进而导致基体的损伤。

关键词:玻/碳纤维混杂复合材料;;热力耦合;;拉伸强度;;损伤

基金资助:山东省自然科学基金资助项目(ZR2014AL011)