纖維聚合物復合材料的有效濕擴散系數(shù)

      根據(jù)纖維聚合物復合材料的微觀結(jié)構(gòu)，建立了基于復合材料單胞模型的濕擴散計算方法，研究了不同溫度和不同體積分數(shù)下纖維聚合物復合材料的濕擴散性能。假設纖維是不可滲透的，并在聚合物基體中均勻分布，計算了不同溫度不同體積分數(shù)下復合材料的有效濕擴散系數(shù)。結(jié)果表明：復合材料的有效濕擴散系數(shù)隨溫度的升高而增大，隨纖維體積分數(shù)的增大而減小；在相同溫度、相同體積分數(shù)下，正六邊形排列的纖維復合材料的濕擴散系數(shù)比正方形的略大。計算結(jié)果及經(jīng)驗公式與Gueribiz曲線基本一致，說明用單胞模型計算復合材料的濕擴散性能是非常有效的，有助于理解纖維復合材料的濕擴散機制和性能。

       纖維復合材料常常暴露在濕熱環(huán)境下，例如常用于海上船只、海上鉆井平臺、低壓管道、油箱和汽車部件，還用于增強、維修、復原老化的橋塔門和橋墩_。此外，材料的吸濕性常被用于種子萌發(fā)、食品制作等方面。復合材料的含水性對材料的力學性能影響很大，另外濕度對纖維與基體結(jié)合能力及界面等微觀因素也有一定的影響。復合材料長期處于濕熱環(huán)境下，會產(chǎn)生濕熱老化效應，使得力學性能急劇下降。T程結(jié)構(gòu)中還經(jīng)常使用層合板和編織結(jié)構(gòu)復合材料，濕擴散性能對層合板和編織結(jié)構(gòu)復合材料的力學性能影響更大。因此研究復合材料的濕擴散行為對預測復合材料的有效性能至關(guān)重要。

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