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基于XFEM短纤维聚醚醚酮复合材料结构稳定性数值模拟分析

Numerical Simulation and Analysis of Structural Stability of Short Fiber Reinforced Polyether-ether-ketone Composites Based on XFEM

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熔融沉积成型(FDM)制备短纤维增强聚合物复合材料成型技术日趋完善.采用FDM-3D挤压工艺制备了纤维含量为10％的短碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)增强的高性能聚醚醚酮复合材料,通过拉伸实验获取聚醚醚酮(PEEK)、碳纤维聚醚醚酮复合材料(CF/PEEK)以及玻璃纤维聚醚醚酮复合材料(GF/PEEK)试样应力-应变曲线.在此基础上,以单边缺口弯曲断裂试样为对象,基于扩展有限单元法(XFEM)建立三种材料的数值模拟模型,分别讨论了含初始裂纹缺陷和无预制裂纹状况下试样的结构稳定性.结果表明,在相同条件下CF/PEEK复合材料构件先于纯PEEK材料、GF/PEEK复合材料发生结构失效行为,且当构件中存在热裂纹的状况下,CF/PEEK复合材料构件更有可能发生断裂失效.

文周、薛美贵、郭鹏飞、梁坚在、王永飞

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东莞职业技术学院媒体传播系,广东 东莞 523808

西安交通大学机械学院,陕西 西安 710048

聚醚醚酮复合材料 拉伸试验 扩展有限单元法 结构稳定性

广东省教育厅青年创新人才自然科学研究项目(2021)东莞市科技特派员项目(2022)东莞市社会发展科技面上项目(2022)东莞职业技术学院科研项目

2021KQNCX22720221800500832202218009004722021a01

2022

10.3969/j.issn.1005-5770.2022.12.022

塑料工业
中蓝晨光化工研究院有限公司

塑料工业

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影响因子：0.685
ISSN：1005-5770
年,卷(期)：2022.50(12)
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