理论和实验研究3D打印的聚酸层复合材料的机械性能
Arthur E Krupnin1,2, Arthur R Zakirov2, Nikita G Sedush1
1National Research Centre "Kurchatov Institute", 123182 Moscow, Russia.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 25, 2023
概括
这项研究验证了Tsai-Hill标准,用于预测3D打印的聚酸复合材料的强度. 研究结果显示,理论预测与实验结果对刚性和强度之间存在良好的相关性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
背景情况:
- 3D打印的聚合物复合材料提供可定制的性能.
- 精确预测机械行为对于工程应用至关重要.
- 层状材料理论和故障标准是复合材料分析的重要工具.
研究的目的:
- 为了研究Tsai-Hill故障标准和经典层状材料理论的适用性.
- 为了预测3D打印的聚酸层复合材料的强度和刚度.
- 为了在拉伸和压力负荷下,在各种拉丝角度对这些模型进行评估.
主要方法:
- 实验机械测试 (无轴张力和压缩).
- 确定刚度矩阵组件和单个片段的强度.
- 数字图像对应用于Poisson比率测量.
- 理论分析使用古典层状材料理论和Tsai-Hill标准.
主要成果:
- -希尔标准准确地预测了3D打印的聚烯酸层的拉伸强度和屈服强度.
- 计算的弹性模块显示出与实验数据对各种角的良好一致.
- 实验误差在可以接受的范围内:拉伸试验的误差为3.3-4.4%,压缩试验的误差为9-11.9%.
结论:
- ·希尔标准和经典层状材料理论对于分析3D打印的聚酸复合材料是有效的.
- 该研究证实了这些预测模型对沉积建模 (FDM) 制造部件的可行性.
- 通过结合理论和实验方法,可以准确地描述复合材料的特性.
