细织穿刺碳/碳复合材料弹性性能和强度的参数化理论预测

摘要整理

基于实际样品结构信息，建立了细织穿刺碳/碳（FWPCC）复合材料的参数化模型，系统研究了不同Z向纱线含量的FWPCC复合材料的弹性常数和压缩强度。理论预测模型与实验数据吻合良好。参数化预测结果表明：含6K Z向纱线的FWPCC复合材料的Z向模量相比1K Z向纱线提高88.21%，X/Y向模量降低17.32%；Z向压缩强度提高337.33%，X/Y向压缩强度仅降低6.12%。对模型采用的两种失效准则（Hoffmann准则和Hashin准则）的预测精度进行了对比分析，Hashin失效准则的预测精度优于Hoffmann准则。基于Hashin准则的预测结果进一步表明：Z向压缩加载下，复合材料失效主要由Z向纱线的压缩失效引起；X/Y向压缩加载下，复合材料失效主要由X/Y向纱线弯曲段纤维的压缩失效引起。所建立的理论模型对碳/碳复合材料的工程应用具有重要指导意义。

相关论文