基于3D打印的三维短纤维增强复合材料强度预测分析

• 作者: 李凌岩 周金宇 马馨远
• 来源期刊: 工程塑料应用
• 学科: 工学
• 关键词: 短纤维增强复合材料 强度 预测 3D打印
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 测试与老化|Analysis & Ageing
• 页码范围: 109-115
• 页数: 7页
• 分类号: TH145
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-3539.2022.01.019

摘要

针对目前短纤维增强树脂基复合材料强度仍以实验和二维平面预测为主,提出一种能真实反映纤维空间结构的三维短纤维增强复合材料强度预测模型.基于概率方法修正"混合律模型"对临界区域内纤维的作用进行详细的理论公式推导,建立基于纤维取向、长度和体积分数等因素的三维短纤维增强复合材料强度预测模型.以短碳纤维增强尼龙复合材料为例进行强度理论预测、Abaqus有限元仿真分析和拉伸试验.结果表明,理论预测值比仿真值更接近试验值,且与试验值误差在10％之内,误差较小,吻合较好.说明建立的三维短纤维增强复合材料强度预测模型精确合理.科学准确地预测三维短纤维增强复合材料的强度,可为短纤维增强复合材料3D打印件的设计与制造提供理论依据.