工艺与制造英文2022被引 2
连续纤维增强复合材料变刚度结构的3D打印及性能研究
3D Printing and Performance of Continuous Fiber Reinforced Variable Stiffness Composite Structures
可以增加制件对纤维拉伸破坏的抵抗能力 大大提高制件的承, TIAN Xiao-yong, 、 轨道交通等领域复合材料的设计制造提供了新的思路, LAN Hong-bo, LI Di-chen · Xi'an Jiaotong University
摘要整理
连续纤维增强复合材料变刚度结构通过调控纤维含量和方向分布,可最大化利用纤维性能优势。传统制造工艺难以精确控制纤维含量分布。本研究基于连续纤维增强复合材料3D打印工艺,建立了工艺参数与纤维含量的映射关系,通过动态调控打印过程中纤维与树脂的进给比例,实现了变刚度结构的一体化无模快速制造。系统研究了纤维含量梯度分布对制件弯曲和冲击性能的影响。在相同平均纤维含量条件下,3D打印变刚度结构的抗弯模量和冲击强度分别比均质结构提高了70%和65%。通过建立本构模型和有限元分析模型,分析了变刚度结构的失效行为。研究表明,将较高纤维含量设置在制件背侧,可增强对纤维拉伸破坏的抵抗能力,大幅提高制件承载能力和纤维使用效率。该研究为航天航空、轨道交通等领域复合材料的设计制造提供了新思路。
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