概述 近年来,玻璃纤维增强塑料(GFRP)因其高比强度、优异的可加工性和可塑性,已被广泛应用于电子基板、船舶和汽车外饰零部件等领域,成为不可或缺的材料。GFRP 是一种具有各向异性的复合材料,根据施加应力的主轴方向表现出复杂的变形和断裂行为:拉伸、压缩、弯曲、面内剪切、层间和面外剪切或这些行为的组合。 使用计算机辅助工程(CAE)设计产品时,迫切需要能够单独评估各部件失效行为的测试方法。而在缺口压缩层间剪切强度试验中,层叠方向的试验片尺寸短至 3.5~6.5 mm。由于层间剪切应变集中区域很窄,无法获得剪切应变。本项目研究了改进的缺口压缩测试方法是否适用于平纹编织的 GFRP,通过数值模拟重现弯曲、剥离等受基体树脂特性影响较大的变形行为,准确掌握层间剪切特性。 亮点 根据 X 射线 CT 细观结构观察结果建立 CAE 分析模型从摩擦系数的角度针对试件的约束条件进行均质化分析测量值与分析结果吻合良好 准备参数 GFRP 平纹编织材料层间剪切性能评估 试样为厚度约 10 mm 的 GFRP 平纹编织平板,缺口槽间隙宽度设计为 1 mm。依次涂抹黑色和白色喷剂,形成随机图案样式。 图1:试样形状 采用岛津精密万能试验机 Autograph AGX-50kNV、非接触式引伸计 TRViewX 和 GOM Correlate 软件获得平纹编织 GFRP 的层间剪切应力-应变关系图。在剪切应力达到 30 MPa 前为线性关系,之后呈现非线性关系,50 MPa 左右屈服。由 0.1 ~ 0.3 % 应变与应力的关系,通过最小二乘法计算得到的层间剪切模量为 2546.1 MPa。在 10 ~ 40 MPa 下 DIC […]