柔性再生碳纤维湿法取向仿真模拟及其复合材料性能研究

作     者：阚峻峰 黄海鸿 刘威豪 刘志峰 KAN Junfeng;HUANG Haihong;LIU Weihao;LIU Zhifeng

作者机构：合肥工业大学机械工程学院合肥230009 合肥工业大学机械工业绿色设计与制造重点实验室合肥230009 

基　　金：国家自然科学基金优秀青年基金(51722502)和国家自然科学基金面上(51775162)资助项目 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第59卷第7期

页      码：389-397页

摘      要：基于珠链模型,采用离散单元法对纤维模型进行柔性化处理;通过搭建EDEM-Fluent耦合仿真模型,对柔性再生碳纤维在渐缩流场中的流动取向过程进行仿真模拟。采用湿法取向技术对6 mm纤维进行重新取向排布制备取向毡,将仿真结果与实验结果进行对比。采用模压法制备了碳纤维/环氧树脂基复合材料,对其力学性能进行表征。结果表明:在纤维跟随流体运动的过程中,纤维会受到轴向剪切力的作用,发生不同程度的弯曲变形,并沿着流体流动方向发生旋转,从而在移动过程中完成取向。利用二维方向张量对纤维毡取向度进行表征,其取向度为98%;制备的取向复合材料弯曲强度和模量较未取向材料分别提升70.6%和88.5%。

主 题 词：纤维取向 柔性纤维 离散单元法 渐缩流场 力学性能 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

D　O　I：10.3901/JME.2023.07.389

馆 藏 号：203122194...