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国内刊号：11-1801/TB
国际刊号：1000-3851
发布日期:
作者：钱震, 曹宇, 周耀忠, 蔡宏祥, 赵欣, 王鹏, 侯敏, 陈炳斌, 牛波, 张亚运, 龙东辉,
关键词：原位Micro-CT技术, 损伤演化, 针刺纤维预制体, 有限元分析, 纳米孔树脂,
纤维布/网胎交替叠层针刺是一种低成本、易成型的立体织物制造技术，但是针刺的随机性会给材料的损伤演化、力学分析和性能预测带来极大的挑战。本文以纤维布/网胎交替叠层针刺增强的纳米孔树脂基防隔热复合材料为例，采用原位拉伸 X 射线Micro-CT技术，揭示了复合材料在轴向拉伸载荷下的损伤演化过程。并采用纤维中心线自动跟踪算法对采集的三维图形数据化处理，量化分析了纤维在拉伸过程中的角度偏转。最后基于Micro-CT重构的三维结构，建立了高精度的有限元分析模型，并进行了轴向拉伸行为分析。结果表明：复合材料中的损伤始于材料的最外层，其中网胎层中的微裂纹主要产生于针刺位点处的局部富树脂区域，而纤维布层中的微裂纹主要源于纤维束中紧密排布的纤维之间；纤维布可以通过阻隔裂纹向材料内部继续扩展的方式，提升材料的韧性；在轴向拉伸载荷下，材料中的纤维会一致地向外部发生偏转，表现出负泊松比的性质，避免了断口处的“颈缩”现象；有限元分析与实验结果吻合良好。本文的研究方法和结果可为三维复杂结构材料的微观断裂分析、性能预测与结构优化提供参考。
来源：2023年第8期
《复合材料学报》期刊编辑部
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