注塑成型短玻纤增强复合材料各向异性弹性常数预测方法

作     者：丁智平 黄达勇 荣继刚 黄友剑 曾家兴 DING Zhiping;HUANG Dayong;RONG Jigang;HUANG Youjian;ZENG Jiaxing

作者机构：湖南工业大学机械工程学院株洲412007 株洲时代新材料科技股份有限公司株洲412007 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2017年第53卷第24期

页      面：126-134页

核心收录：

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）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：中央财政创新团队资金资助项目(0420036017) 

主　　题：短玻纤 复合材料 各向异性 弹性常数 纤维取向张量 正交试验 

摘      要：针对注塑成型短玻纤增强复合材料,研究二阶纤维取向张量与纤维取向角度之间的连续函数关系,建立纤维均质化RVE模型。基于Taguchi正交试验设计方法,利用DIGIMAT软件对短玻纤增强复合材料RVE模型进行仿真试验,定量分析纤维质量分数(A)、纤维长径比(B)和纤维取向张量(C)对短玻纤增强复合材料力学性能的影响规律。考虑注塑成型过程中的纤维分层效应,提出了夹芯分层模型并进行铺层设计。基于灰箱理论和反求工程,选取纤维长径比、表层厚度比和芯层厚度比、表层纤维取向张量、纤维取向矢量旋转角四个影响因素,反演预测短玻纤增强复合材料PA66(GF50)正交各向异性弹性常数,与材料拉伸弹性模量E_(33)、泊松比u_(31)和泊松比u_(32)的试验结果对比,相对误差分别为0.80%、0.29%和1.35%。