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纖維增強(qiáng)樹脂的機(jī)理，依靠其復(fù)合效應(yīng)，利用纖維本身的高強(qiáng)度特點來承受應(yīng)力，利用基體樹脂的塑性變形及其與纖維界面的良好粘結(jié)性以傳遞應(yīng)力。另一方面，基體樹脂具有抑制裂紋擴(kuò)展的效應(yīng)。柔性基體依靠切變作用使裂紋不沿垂直應(yīng)力的方向發(fā)展而發(fā)生偏斜，導(dǎo)致斷裂功有很大一部分用于反抗基體對纖維的粘著力，因此抗裂紋傳播的能力大為提高。短纖維和連續(xù)纖維都可起到增強(qiáng)作用，但其增強(qiáng)方式是不同的。短纖維主要通過端部樹脂基體的變形，將應(yīng)力傳遞到其他纖維上去，連續(xù)纖維則主要是通過平行纖維之間的樹脂基體的變形，實現(xiàn)應(yīng)力的互相傳遞。
對于用RTM工藝注塑成型的連續(xù)長纖維氈增強(qiáng)的復(fù)合材料，由于纖維氈密度具有離散性，注射過程中樹脂對模具中的纖維氈的沖擊而造成纖維分布不均勻，以及成型過程中形成的氣泡等諸多因素都將影響復(fù)合材料的強(qiáng)度。本研究通過利用Krenchel強(qiáng)度效率因子來對連續(xù)纖維氈增強(qiáng)的復(fù)合材料板材的進(jìn)行強(qiáng)度分析，并通過試驗對結(jié)果進(jìn)行驗證。
1試驗部分
1.1試驗材料及方法
樹脂：乙烯基不飽和聚醋樹脂。
增強(qiáng)材料：①連續(xù)長玻璃纖維氈((450g/m2)，南京玻璃纖維研究設(shè)計院出品；② 0.4mm玻璃纖維方格布，上海耀華玻璃廠出品；00 SH-0.5表面氈(50g/m2 )；①滑石粉，分析純成型工藝：RTM成型，注塑壓力0.2-.4MPao1.2強(qiáng)度測試。
材料的拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量及斷裂伸長率按GB1447- 82進(jìn)行測試，測試儀器為Instron萬能材料試驗機(jī)。
2纖維含量及分布對拉伸強(qiáng)度的影響
從表可以看出，復(fù)合材料制品中纖維含量及分布不同時，該材料的強(qiáng)度也并不同。玻纖含量提高，材料的強(qiáng)度也將上升，斷裂伸長率增大，這表明提高玻纖含量，也有助于提高制品的韌性。
玻纖分布對制品的機(jī)械強(qiáng)度影響很大，玻纖分布的方向性也決定了制品強(qiáng)度的方向性。玻纖分布是可設(shè)計的，因而復(fù)合材料強(qiáng)度的方向性也是可以設(shè)計的，對于連續(xù)玻璃纖維氈，纖維是平面各向同性分布，因而用連續(xù)氈增強(qiáng)的復(fù)合材料制品，其強(qiáng)度也表現(xiàn)出平面各向同性，但是對于用方格布增強(qiáng)的復(fù)合材料制品，由于纖維是平面正交分布，因而制品的強(qiáng)度也表現(xiàn)出平面正交各向異性。
本實驗中，增強(qiáng)材料選用連續(xù)氈和方格布，因而其成型制品的強(qiáng)度與用玻纖單向分布增強(qiáng)的復(fù)合材料強(qiáng)度不同。
對于連續(xù)長纖維單向增強(qiáng)層合板，若纖維/基體粘結(jié)很好時，則由復(fù)合規(guī)則可得其拉伸強(qiáng)度和拉伸彈性模量。
對于連續(xù)氈和方格布，由于其分布方式不同，已不能直接利用式來計算其強(qiáng)度和模量。為此，Krenchel提出了各種纖維排列效率因子的概念。強(qiáng)度效率因子表現(xiàn)了纖維排列的取向程度。
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