單向短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的復(fù)模量

 

      本文提出了單向短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料纖維方向模量的一個(gè)計(jì)算模型。這個(gè)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(duì)應(yīng)原理，本文用解析方法計(jì)算了單向短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的纖維方向復(fù)模量，著重分析了端部間隙對(duì)復(fù)模量的實(shí)部和虛部的影響。計(jì)算結(jié)果和文獻(xiàn)中已有的計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果作了比較。

       在已知各組元復(fù)模量的基礎(chǔ)上計(jì)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(gè)重要課題。按粘彈性對(duì)應(yīng)原理，計(jì)算復(fù)合材料復(fù)模量的方法和計(jì)算相應(yīng)的彈性模量的方法是一樣的，只不過(guò)在計(jì)算中要把各組元的彈性模量代之以相應(yīng)的復(fù)模量。長(zhǎng)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的纖維方向彈性模量的計(jì)算方法在一般書(shū)籍中都有介紹。最常見(jiàn)的是混合律。短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的彈性模量一般都采用cox模型來(lái)計(jì)算。R．F_Gibson等采用cox模型計(jì)算了單向短纖維增強(qiáng)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?chē)w中的應(yīng)力分布的各種研究，文獻(xiàn)中有詳細(xì)介紹。文獻(xiàn)用復(fù)數(shù)格式有限元法計(jì)算了單向短纖維增強(qiáng)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(qiáng)復(fù)合材料模量的一個(gè)新的計(jì)算模型向間隙，把相接纖維間的間隙稱(chēng)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(duì)應(yīng)原理，本文用解析方法計(jì)算了單向短纖維增強(qiáng)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(zhǎng)比；相鄰纖維間的搭接程度，端部間隙以及橫向間隙等）對(duì)復(fù)模量的影響。為敘述方便，我們把橫向相鄰的纖維稱(chēng)為相鄰纖維，把縱向相鄰的纖維稱(chēng)為相接纖維，把相鄰纖維間的間隙稱(chēng)為橫。

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