单向短纤维增强复合材料的复模量

 

      本文提出了单向短纤维增强复合材料纤维方向模量的一个计算模型。这个模型考虑了横向相邻纤维间以及纵向相接纤维间的相互作用。籍助于这一模型，根据粘弹性对应原理，本文用解析方法计算了单向短纤维增强复合材料的纤维方向复模量，着重分析了端部间隙对复模量的实部和虚部的影响。计算结果和文献中已有的计算结果和试验结果作了比较。

       在已知各组元复模量的基础上计算复合材料的复模量是研究复合材料粘弹性阻尼的一个重要课题。按粘弹性对应原理，计算复合材料复模量的方法和计算相应的弹性模量的方法是一样的，只不过在计算中要把各组元的弹性模量代之以相应的复模量。长纤维增强复合材料的纤维方向弹性模量的计算方法在一般书籍中都有介绍。最常见的是混合律。短纤维增强复合材料的弹性模量一般都采用cox模型来计算。R．F_Gibson等采用cox模型计算了单向短纤维增强复合材料的复模量。cox模型把短纤维看作为孤立地理藏在基体中的，略去了纤维间相互作用。关于这种孤立埋藏纤维及其周围基体中的应力分布的各种研究，文献中有详细介绍。文献用复数格式有限元法计算了单向短纤维增强复合材料的复模量，分析了纤维间的相互作用。

    本文提出了单向短纤维增强复合材料模量的一个新的计算模型向间隙，把相接纤维间的间隙称为端部间隙。本文的模型考虑了相邻纤维间以及相接纤维间的相互影响。籍助于这一模型，按照粘弹性对应原理，本文用解析方法计算了单向短纤维增强复合材料的纤维方向复模量，分析了各种几何量（诸如纤维细长比；相邻纤维间的搭接程度，端部间隙以及横向间隙等）对复模量的影响。为叙述方便，我们把横向相邻的纤维称为相邻纤维，把纵向相邻的纤维称为相接纤维，把相邻纤维间的间隙称为横。

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