玄碳混杂增强树脂基复合材料混杂比优化设计

来源期刊：航空材料学报2017年第4期

论文作者：徐虹 卢岩 张可 刘栓 王祥辉 窦艳丽

文章页码：7 - 13

关键词：混杂纤维复合材料;碳纤维;玄武岩纤维;平纹织物;混杂比;

摘    要：对碳纤维-玄武岩纤维混杂增强树脂基复合材料最优混杂比范围进行研究。以碳纤维与玄武岩纤维平纹织物为增强体,制备9种具有不同混杂比的混杂纤维复合材料（Hybrid Fiber Reinforced Polymer,HFRP）试样,并进行拉伸实验。依据平纹织物结构特点,计算得出平纹织物单胞性能参数,在ANSYS中,以SHELL181壳单元体建立HFRP有限元模型。该模型对试样刚度的模拟值与实验值近似。分析模型受力时的应力云图发现,存在将HFRP破坏形式分为一次破坏与二次破坏的临界混杂比。有限元模拟研究树脂含量为45%时,不同混杂比的HFRP刚度、强度和拉伸极限应变。当混杂比为60%时,可保证HFRP强度无折减的情况下,较玄武岩复合材料（Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP）刚度提高93.4%,较碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）拉伸极限应变提高11.3%。