基于非线性热响应的玻璃纤维/乙烯基酯复合材料拉伸响应预报方法

摘要：

为探究复合材料结构在火灾条件下的力学响应,建立考虑基体热解和纤维软化效应的复合材料热-拉伸响应模型,通过多维数组运算对非线性方程组进行求解,研究高温下玻璃纤维/乙烯基酯复合材料的拉伸性能变化规律、预测玻璃纤维/乙烯基酯复合材料在不同拉伸载荷和单侧热流工况下的失效时间.结果表明:建立的非线性热-拉伸性响应模型,能够有效预测乙烯基酯及玻璃纤维/乙烯基酯复合材料在单侧恒定热流下的拉伸性能.通过模型预测曲线可知,玻璃纤维/乙烯基酯复合材料拉伸强度随温度的下降主要分为两个阶段:第一阶段为其在玻璃化转变温度附近快速下降;第二阶段为材料基体完全玻璃化转变后,玻璃纤维/乙烯基酯复合材料拉伸强度的缓慢下降.另外,随着拉伸载荷的增加,玻璃纤维/乙烯基酯复合材料失效时间迅速缩短,且失效时间随拉伸载荷变化情况在不同热流密度下具有相同的趋势.在相同拉伸应力下,热流密度的下降可延长材料的失效时间.在 80%室温强度的拉伸应力下,层合板在 10 kW/m2 下的失效时间较 75 kW/m2 延长了 300 s.在 10 kW/m2 条件下,施加拉伸应力低于50%室温强度时,层合板在长时间内不会发生失效.

关键词：玻璃纤维/乙烯基酯复合材料、高温拉伸性能、失效时间、热响应、数值计算

所属期刊栏目：44

分类号：V257;TB330.1(航空用材料)

资助基金：中央高校基本科研基金3122022056

在线出版日期：2024-08-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：150-157