钢丝网/玄武岩/环氧树脂混杂纤维增强复合材料层板的力学性能表征

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混杂复合材料通过在单一聚合物基体中利用不同类型的纤维和填料，已被广泛应用于提升纤维增强复合材料的力学性能。本研究采用三种纤维类型：玄武岩机织纤维和密度分别为100和200的钢丝网（AISI304），将其与环氧树脂混合制备素层板。按照相应ASTM标准进行了三项基础力学测试（拉伸、压缩和剪切），以表征用作素层板的钢丝网/玄武岩/环氧树脂纤维增强复合材料。为研究混杂层板的弯曲性能，采用试验设计（DoE）矩阵考察了各种铺层构型和厚度比。选定混杂样品进行弯曲测试，并采用相同方法建立有限元（FE）模型。初期力学测试所得的材料性能被集成到素层板和混杂复合材料层板的仿真中。第二个有限元模型模拟了混杂层板在弯曲载荷下的行为，并通过实验数据进行了验证。结果经过统计分析，确定了混杂复合材料层板在弯曲强度和模量方面的最优构型，相比素层板性能提升高达25%。本研究揭示了混杂复合材料层板的潜在优势，为钢丝网/玄武岩/环氧树脂纤维增强复合材料各种层板构型的预测建立了数值模型。

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