【摘 要】
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碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)是一种高性能热塑性复合材料,在航空航天领域有着广阔的应用前景.由于PEEK具有温度和应变率相关的非线性行为,导致CF/PEEK复合材料在基体主导的
【机 构】
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南京航空航天大学机电学院,南京211106
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碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)是一种高性能热塑性复合材料,在航空航天领域有着广阔的应用前景.由于PEEK具有温度和应变率相关的非线性行为,导致CF/PEEK复合材料在基体主导的面内剪切方向也有类似的力学行为.本文在不同的温度和应变率下对CF/PEEK复合材料试件进行了剪切实验,将应力-应变曲线分为线性与非线性部分,发现温度和应变率对CF/PEEK复合材料的屈服应力有着较大的影响.随着温度从20℃升高到130℃屈服应力下降了66％左右,下降速度先快后慢,随着应变率从10-5s4提高到0.1 s-1屈服应力均匀增大了35％左右.将所得规律拟合背应力经验公式,修改了经典的热塑性复合材料本构模型的屈服函数.并编写VUMAT用户子程序对CF/PEEK复合材料剪切实验进行数值分析,与实验结果对比发现非线性阶段的剪切应力-应变关系及屈服点的剪切应力吻合良好,但是由于纤维和PEEK基体的浸润性较差,导致CF/PEEK复合材料内部存在孔隙缺陷,影响了CF/PEEK复合材料的初始剪切弹性行为,导致加载初始阶段存在偏差.
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