喻明
,
朱平
,
马颖琦
复合材料学报
通过对不同空心陶瓷微珠含量的环氧基复合泡沫塑料进行准静态拉伸实验,研究了填充微珠的体积分数对复合泡沫塑料弹性模量和泊松比的影响.基于其细观结构特征,利用三维立方单胞有限元模型模拟了细观应力/应变场；将内聚力单元引入细观有限元模型,以此来模拟空心微珠与基体材料之间界面相的力学行为.将有限元预测结果以及两种传统的细观解析法与实验数据对比,发现基于界面理想粘接假设的有限元模型和传统细观解析法均过高估计了复合泡沫塑料的弹性模量和泊松比；复合泡沫塑料的弹性性能强烈地依赖于界面相的力学性质,只有考虑界面效应的细观有限元模型才能给出较为精确的预测,从而验证了文中细观建模方法的合理性.
关键词:
复合泡沫塑料
,
计算细观力学
,
界面相
,
内聚力单元
,
有限元法
卢子兴
,
邹波
复合材料学报
基于广义自洽原理,利用四相球模型研究了复合泡沫塑料在拉伸加载下的力学性能,并对其可能发生的破坏进行了分析,发现模型退化后给出的泡沫材料强度预测结果与实验值符合较好.通过分析微珠与基体界面的法向应力集中系数和基体相的von Mises应力分布,可以发现,当微珠壁极薄时,微珠的力学行为与实心柔性粒子相似,随着微珠壁厚的增加,微珠对材料整体力学行为的影响与实心刚性粒子的影响接近相同.通过引入破坏影响因子,对复合泡沫塑料的强度预测进行研究,提出了一种有效的预测方法.
关键词:
玻璃微珠
,
复合泡沫
,
力学性能
,
模量
,
屈服强度
,
失效分析
黄赤
,
汪波
,
秦岩
,
黄志雄
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151022.001
以空心玻璃微球(HGM)填充环氧树脂制备了密度为0.56~0.91 g/cm3的 HGM/环氧复合泡沫塑料。研究了 H GM含量对复合泡沫塑料黏度、力学性能、动态力学性能及隔热性能的影响。结果表明：表面偶联处理后增加了 H GM的表面亲油性,改善了其与基体树脂间的相容性和界面性能,有利于 H GM/环氧复合泡沫塑料性能的提高；体系黏度与 H GM含量呈正相关,与温度呈负相关；随着 H GM含量的增加,H GM/环氧复合泡沫塑料的压缩强度、弯曲强度和拉伸强度均有一定程度的降低,但是比强度变化不大,材料得到很大程度的轻质化；H GM的引入使得 H GM/环氧复合泡沫塑料玻璃化转变温度向低温方向偏移,储能模量呈现先减小后增加的趋势,导热系数由纯环氧树脂的0.203 W/(m·K)减小到 HGM含量为40wt%时的0.126 W/(m·K)。HGM/环氧复合泡沫塑料阻尼性能和隔热性能均有所提高。
关键词:
空心玻璃微球
,
复合泡沫塑料
,
力学性能
,
动态力学分析
,
导热系数
卢子兴
,
任昆
,
谢凡
,
袁泽帅
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160413.001
采用二元模型对短纤维增强复合泡沫(SFRSF)材料进行了简化模拟，考虑了纤维在空间中分布的随机性，并分别采用不同单元类型在不考虑网格匹配的情况下对纤维和基体单独进行网格划分。之后，采用改进的单元嵌入技术(EET)耦合纤维与基体的自由度，并引入杆单元模拟界面相，描述了材料内部纤维与基体的传载机制，从而建立了能反映材料细观结构的有限元数值模型。在此基础上，研究了碳纤维含量和长度以及空心微珠含量和壁厚对 SFRSF杨氏模量的影响规律。结果表明，该数值模型对 SFRSF杨氏模量的预测与实验值吻合较好。增加碳纤维的含量和纤维长度能够有效提高 SFRSF材料的杨氏模量，适当增加空心微珠壁厚一定程度上可以增加其杨氏模量。
关键词:
复合泡沫材料
,
碳纤维
,
二元模型
,
单元嵌入技术
,
弹性性能
