碳纖維增強聚醚醚酮材料動態(tài)沖擊數(shù)值模擬

編號：CYYJ043247

篇名：碳纖維增強聚醚醚酮材料動態(tài)沖擊數(shù)值模擬

作者：唐方紅 文周

關鍵詞： 碳纖維增強聚醚醚酮 碳纖維含量 動態(tài)沖擊 數(shù)值模擬 沖擊損傷

機構： 東莞職業(yè)技術學院 西安科技大學機械學院

摘要： 為探究不同含量碳纖維(CF)增強聚醚醚酮(PEEK)復合材料在動態(tài)沖擊載荷下的力學性能,采用了有限元軟件ABAQUS基于VUMAT子程序開發(fā)一個漸進損傷模型,并結合Johnson-Cook材料模型用以模擬材料高應變率響應。通過Matlab編程,構建了四種不同CF體積分數(shù)(0%,10%,20%,30%)復合材料模型,并對其進行動態(tài)沖擊加載模擬。模擬結果表明,隨著CF含量的增加,復合材料在沖擊載荷下的應力-應變分布得到了顯著改善。具體來說,CF有效限制了沖擊區(qū)域的應力集中,降低了材料的損傷程度。此外,含CF的復合材料展現(xiàn)出更高的等效塑性應變和極限載荷,這表明材料的強度和剛度得到了增強,從而提高了其抵抗沖擊的能力。分析表明,CF增強PEEK降低了復合材料在沖擊過程中的剛度退化,這有助于提高材料的能量吸收效率,減少沖擊失效的可能性。證實了CF對于改善PEEK基復合材料沖擊性能的積極作用,并且隨著CF含量的增加,材料沖擊失效風險得到了有效降低。