三角形截面碳纤维在复合材料中的分布规律

作     者：刘新 武湛君 王荣国 刘文博 严佳 LIU Xin;WU Zhanjun;WANG Rongguo;LIU Wenbo;YAN Jia

作者机构：大连理工大学航空航天学院工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024 哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150080 

出 版 物：《科技导报》 (Science & Technology Review)

年 卷 期：2013年第31卷第7期

页      面：33-36页

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）] 

基　　金：新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-11-0055) 

主　　题：复合材料 三角形截面碳纤维 排布规律 蒙特卡洛原理 数值模拟 

摘      要：三角形截面碳纤维在复合材料内部的排布结构像微波暗室一样,能够对入射的电磁波进行多次反射,从而衰减电磁波,使三角形截面碳纤维复合材料具有吸波性能,因此,研究三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律对研究其吸波机理非常重要。采用实验和模拟的方法对三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律进行了分析。首先,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了多组三角形截面碳纤维复合材料试样的截面微观形貌,分析了三角形碳纤维在复合材料中的排布角度及均匀性;其次,为进一步研究三角形截面碳纤维复合材料的吸波机理,根据蒙特卡洛原理,通过Matlab软件对三角形截面碳纤维在复合材料中的排布情况进行了模拟。实验及数值模拟结果吻合较好,均表明三角形截面碳纤维在复合材料中的排布是以各种排布角度随机排布的,而三角形碳纤维分布是比较均匀的,没有明显的密布区域和稀疏区域,该模拟方法可以用于模拟不同含量的三角形截面碳纤维在复合材料中的排布规律。