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力学与失效英文2021

应力相互作用失效准则在片状模塑料压制成型件中的应用

Application of the stress interaction failure criterion in platelet composite compression molded parts

José Luis Colón Quintana, Jan Teuwsen, Gerardo A. Mazzei Capote, Tim Osswald · Polymer Engineering Center Department of Mechanical Engineering University of Wisconsin‐Madison Madison Wisconsin USA
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期刊 / 来源Polymer Composites
卷/期/页42 / 7 / 3632-3643
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关键词:片状模塑料(SMC)应力相互作用失效准则压制成型失效曲面碳纤维增强复合材料玻纤增强复合材料多向应力

摘要整理

将应力相互作用失效准则应用于三种压制模塑片状模塑料(SMC)材料。其中两种为含随机取向碳纤维束的环氧基复合材料,第三种为随机取向玻纤束在乙烯基酯树脂中的材料。通过不同方向相对于流动方向的拉伸试验结果建立失效曲面,在主应力坐标系中产生复合载荷。仅使用拉伸强度值会产生三个未知变量。通过建立由失效准则函数导出的三个方程组,结合三个不同方向的破坏性拉伸试验数据,确定了未知变量和相互作用强度分量。三种材料的结果均显示良好的一致性。在某些情况下发现过预测现象,归因于制品中纤维取向分布的影响以及填充结构的复杂相互作用。为了更直接地比较预测值与实验数据,将得到的失效曲面转换到全局坐标系(σxx),并与破坏性拉伸试验数据进行对比。所有材料均显示良好的一致性,某些方向出现欠预测现象,部分归因于方程求解方法和复合材料的介观结构特性,其中存在纤维束、树脂、模具壁和纤维之间的相互作用。研究结果表明,所述方法学在数据有限的情况下能够有效地建立SMC材料的失效曲面。

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