织物增强橡胶基复合材料力学性能的有限元预测

摘要

根据织物增强复合材料细观几何参数,在有限元软件中建立代表性体积单元,引入周期性边界条件,施加6组独立的均匀应变边界条件,分析得到相应的细观应力场结果;采用树脂基体的织物增强复合材料的弹性性能预测结果与试验值较为接近,验证了有限元细观力学分析方法的可靠性.用双参数的Mooney-Rivlin应变能函数来描述橡胶基体的力学性能,在有限元软件中模拟二维平纹机织橡胶基复合材料沿纤维方向的单向拉伸.结果表明:二维平纹机织橡胶基复合材料沿纤维方向拉伸的应力-应变曲线在10％应变内可近似线性处理,由此得到宏观结构的平均弹性常数.最后用宏观结构的平均弹性常数作为材料参数在有限元软件中模拟了某橡胶复合材料结构件的变形行为.