注射成型制备的碳纤维聚丙烯复合材料蠕变性能

作     者：高佳艺 杨扬 阳玉球 

作者机构：东华大学纺织学院 

出 版 物：《复合材料科学与工程》 (Composites Science and Engineering)

年 卷 期：2023年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：碳纤维增强热塑性树脂基复合材料 蠕变 有限元分析 注射成型 回收型碳纤维 

摘      要：碳纤维热塑性树脂基复合材料在极端环境及长期服役条件下的蠕变行为会使结构件的形状发生改变，对其性能稳定性造成挑战，因此对该种材料蠕变性能的研究是材料设计及应用的关键。本文通过对注射成型制备的碳纤维增强聚丙烯复合材料进行单轴拉伸蠕变试验研究其蠕变行为，并基于以上试验数据得到该种材料的Burgers模型理论方程，采用Moldex3D模流分析软件模拟注射成型哑铃型试样内部碳纤维的取向和分布情况，将该模拟结果映射到Abaqus中进行有限元分析。结果发现Burgers模型的拟合曲线与试验曲线吻合程度较高，能够用于更长时间以及更广范围应力水平下该种材料的蠕变行为预测；模流分析结果与实际试样横截面观察结果具有较好的一致性；注射成型过程中碳纤维取向及分布会影响最终成型试样的蠕变行为，采用模流分析与有限元分析相结合的方式能够更好地反映材料的蠕变进程。