纱罗网格织物铺层位置对聚丙烯/黄麻复合材料弯曲性能影响及有限元模拟

摘要

以纱罗网格织物为增强体,通过模压工艺制备纱罗网格织物增强聚丙烯/黄麻复合材料,并结合三点弯曲试验和有限元分析探究纱罗网格织物不同铺层位置对复合材料弯曲性能影响,进一步分析复合材料弯曲损伤机理。结果表明,纱罗网格织物铺放在中上层时复合材料弯曲性能较好。当纱罗网格织物铺放在上层、中层和下层时,复合材料的弯曲强度相比于未带有纱罗网格织物的复合材料分别提高了19.28%,18.79%,5.30%,弯曲弹性模量分别提高了24.12%,18.24%,11.76%。通过有限元建立了纱罗网格织物铺在不同位置的聚丙烯/黄麻复合材料模型,分析了不同铺层位置下材料的弯曲损伤机理。当纱罗网格织物铺在复合材料上表面时,主要受到压力作用,而铺在下表面时,主要受到拉力作用。随着纱罗网格织物的下移,应力逐渐集中。因此纱罗网格织物铺放在下层时,损伤较大,力学性能较差。有限元模拟应力值与试验得到的应力值误差分别为4.48%(上层),2.74%(中层),3.27%(下层),模拟得到的载荷-位移曲线与弯曲试验得到的曲线吻合度较高。