本文提出了單向短纖維增強復(fù)合材料纖維方向模量的一個計算模型。這個模型考慮了橫向相鄰纖維間以及縱向相接纖維間的相互作用。籍助于這一模型,根據(jù)粘彈性對應(yīng)原理,本文用解析方法計算了單向短纖維增強復(fù)合材料的纖維方向復(fù)模量,著重分析了端部間隙對復(fù)模量的實部和虛部的影響。計算結(jié)果和文獻中已有的計算結(jié)果和試驗結(jié)果作了比較。
在已知各組元復(fù)模量的基礎(chǔ)上計算復(fù)合材料的復(fù)模量是研究復(fù)合材料粘彈性阻尼的一個重要課題。按粘彈性對應(yīng)原理,計算復(fù)合材料復(fù)模量的方法和計算相應(yīng)的彈性模量的方法是一樣的,只不過在計算中要把各組元的彈性模量代之以相應(yīng)的復(fù)模量。長纖維增強復(fù)合材料的纖維方向彈性模量的計算方法在一般書籍中都有介紹。最常見的是混合律。短纖維增強復(fù)合材料的彈性模量一般都采用cox模型來計算。R.F_Gibson等采用cox模型計算了單向短纖維增強復(fù)合材料的復(fù)模量。cox模型把短纖維看作為孤立地理藏在基體中的,略去了纖維間相互作用。關(guān)于這種孤立埋藏纖維及其周圍基體中的應(yīng)力分布的各種研究,文獻中有詳細(xì)介紹。文獻用復(fù)數(shù)格式有限元法計算了單向短纖維增強復(fù)合材料的復(fù)模量,分析了纖維間的相互作用。
本文提出了單向短纖維增強復(fù)合材料模量的一個新的計算模型向間隙,把相接纖維間的間隙稱為端部間隙。本文的模型考慮了相鄰纖維間以及相接纖維間的相互影響。籍助于這一模型,按照粘彈性對應(yīng)原理,本文用解析方法計算了單向短纖維增強復(fù)合材料的纖維方向復(fù)模量,分析了各種幾何量(諸如纖維細(xì)長比;相鄰纖維間的搭接程度,端部間隙以及橫向間隙等)對復(fù)模量的影響。為敘述方便,我們把橫向相鄰的纖維稱為相鄰纖維,把縱向相鄰的纖維稱為相接纖維,把相鄰纖維間的間隙稱為橫。
單向短纖維增強復(fù)合材料的復(fù)模量.pdf