短纤维增强复合材料由于具有较高的比强度和比刚度及良好的成型工艺性能得到了广泛的应用。注射成型是树脂基短纤维增强复合材料的主要成型方法之一,与长纤维增强复合材料可以预先设定纤维取向不同,注射成型短玻纤增强复合材料制品中的纤维取向与犁腔形状、浇注系统结构、材料组分的流变特性和成型工艺条件密切相关‘卜引,而纤维取向分布直接影响着复合材料的力学性能。如果能建立成型条件与纤维取向及纤维取向与制品力学性能间的定量关系,就能对模具结构、注塑工艺条件进行优化,生产出符合要求的制品。
笔者通过实验测量了注射成型短玻璃纤维增强聚丙烯( PP)平板中的纤维长度和取向分布,以此为条件,利用Mori-Tanaka微力学模型和取向平均方法分别计算了纤维单一取向和任意取向条件下单层薄板材料的力学常数。将注射成型平板看作多层板,运用层合板理论计算了材料有效弹性常数,并与实验结果进行了对比,定量分析了短纤维增强复合材料微观结构与力学性能间的关系,以期为成型条件、模具设计、产品性能实现一体化设计提供实验基础。
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注射成型短玻纤增强PP微观结构及力学性能研究.pdf
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