模型预测和实验验证大型碳纤维复合材料横向透性的模型预测和实验验证
Yu Feng1, Qiaoxin Zhang1, Jun Rao1
1School of Mechanical and Electronic Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China.
Polymers
|May 11, 2024
概括
大引碳纤维 (LCF) 由于密集的单丝纤维而存在透挑战. 这项研究模拟了LCF透性,揭示了随机单丝布的排列是准确预测树脂流量的关键.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 复合材料 复合材料 复合材料
- 流体动力学 流体动力学
背景情况:
- 大引力碳纤维 (LCF) 在工业应用中具有成本效益.
- 由于密集的单丝结构,在LCF中实现均的树脂透存在挑战.
- 透性是理解LCF复合材料中的树脂流和孔隙形成的关键参数.
研究的目的:
- 开发一个可靠的模型来预测大型拖碳纤维的横向透性.
- 为了研究微观结构和单丝布的排列对树脂透的影响.
- 支持在复合材料制备过程中对孔形成机制的研究.
主要方法:
- 使用SEM数据生成随机捆绑的大丝碳纤维的二维模型.
- 从生成的模型中提取微结构尺寸参数.
- 建立一个半分析模型来计算LCF的横向透性.
主要成果:
- 这项研究证实,LCF拖拉机内的单丝体呈现随机排列,使透性计算的周期模型无效.
- 给定体积分数内的单丝纤维数量显著影响整体拖透度.
- 开发的半分析模型为LCF提供了可靠的透度值.
结论:
- 单丝纤维的随机排列是LCF透性的关键因素.
- 开发的透性模型准确地解释了单丝纤维密度的影响.
- 这项研究提供了一种可靠的方法来预测LCF中的树脂流量,有助于材料制备.


