高性能纤维束纤维尺度横向压缩数值模拟

李金超¹，梅硕²，陈利³，邢静忠⁴

1. 河南工程学院纺织学院2. 中原工学院纺织学院3. 天津工业大学复合材料研究所天津市和教育部共建先进纺织复合材料重点实验室4. 天津工业大学机械电子学院

摘 要：为深入研究高性能纤维束纤维尺度横向压缩过程及变形机制,基于ANSYS有限元数值分析平台,采用APDL编程语言,在纤维尺度建立了高性能纤维束具有统计意义的三维数值生长模型。该模型考虑了纤维束内部纤维的随机分布与偏转及纤维之间在三维空间不产生相互贯穿的物理特性。利用数值模拟方法研究了纤维束在横向压缩时的变形情况,不仅获得了与纤维束压缩实验一致的非线性变形过程,而且得到了压力与纤维体积含量的定量关系,与经典的理论预测进行对比,获得了较好的支持。

关键词：纤维尺度;高性能纤维束;横向压缩;数值模拟;有限元;