考虑纤维方向分布的玻纤增强PP复合材料拉伸性能

       纤维方向及其分布对玻纤增强PP复合材料的力学特性具有至为关键的影响。提出了一种快速获取纤维数量及每根纤维方向的方法。通过引入方向张量，利用Moldflow软件进行玻纤增强PP树脂注塑成型模拟获得纤维方向的平均分布，结合显微方法观察判断特定点的纤维沿厚度方向的分层情况及定量判断纤维方向的分布。对轿车玻璃纤维增强注塑仪表板的纤维方向相对一致处取与纤维方向呈0°、45°、90°的样条，通过拉伸实验测得拉伸模量，利用所提出的方法研究了仪表板内玻纤方向的分布及其对拉伸模量的影响。研究结果表明：玻纤增强注塑仪表板的力学性能是各向异性的，其沿厚度方向纤维按方向大致可分为三层。

        随着汽车轻量化的要求，玻纤增强材料的应用越来越广。对诸如汽车仪表板等具有复杂曲面的注塑件，其纤维取向的大离散性，导致其力学性能呈现较强的各向异性。纤维取向分布的准确预测对有限元分析时材料参数的选取有很大的影响。因此有关玻纤取向问题已有很多研究工作。通过X光扫描图像光亮程度的对比来决定纤维的方向；Yang用扫描电子显微镜观察断面的纤维走向，纤维呈束状，直观清晰。Vincent通过分析纤维截面尺寸得出纤维的方向。在玻纤增强材料力学特性方面，Thomason研究发现，玻纤的直径变化对拉伸模量的影响不大，拉伸模量随纤维数目的增加而提高。Lauke研究了模量与纤维方向、长度的关系。郭建兵研究了短纤维共聚物的力学性能。孙红玲等凹1研究了长玻纤复合材料的性能。徐松林、罗吉祥iI]等研究了纤维增强复。

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