碳纖維含量對(duì)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料彎曲性能和失效行為的影響

編號(hào)：CYYJ04058

篇名：碳纖維含量對(duì)碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料彎曲性能和失效行為的影響

作者：何理 鄒春龍 文周 王紅霞

關(guān)鍵詞： 碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮 三點(diǎn)彎曲 VUMAT子程序 Johnson-Cook模型 彎曲性能

機(jī)構(gòu)： 湖北汽車工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院

摘要： 基于漸進(jìn)損傷的VUMAT子程序,并引入了Johnson-Cook模型,通過Matlab生成了不同碳纖維占比的碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮(CFRP)復(fù)合材料,建立了三點(diǎn)彎曲有限元模型。通過分析應(yīng)力—應(yīng)變分布、載荷—位移曲線和吸收能—位移曲線得出以下結(jié)論:添加碳纖維有效改善了基體聚醚醚酮(PEEK)內(nèi)部的應(yīng)力—應(yīng)變分布,顯著提升了材料的力學(xué)性能、剛度和抗斷裂性能。CFRP復(fù)合材料在三點(diǎn)彎曲過程中表現(xiàn)出更好的性能,能夠承受明顯的塑性變形,且有效避免裂紋擴(kuò)展。此外,在相同位移載荷條件下,隨著碳纖維含量增加,CFRP復(fù)合材料的位移逐漸減小。特別是在碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%和20%的復(fù)合材料中,上表面和下表面的最大位移呈現(xiàn)出曲折的特點(diǎn)。結(jié)合應(yīng)力—應(yīng)變場(chǎng)的分布情況,這表明碳纖維的添加能有效提高材料的剛度和抗彎性能。